天王星和海王星真的在下鑽石雨嗎?這種奇觀是怎麼形成的?
太陽系中最神秘的兩顆行星會下鑽石雨,它們是天王星和海王星,這是多麼神奇的星球啊,鑽石如雨,該是何等壯觀的景象,鑽石雨的奇觀是如何形成的呢?
天王星和海王星都是幽藍色的,因為上面有許多氫氣和氦氣,而且它們的大氣中含有大量的甲烷。科學家們認為,當閃電擊中甲烷(CH4)時,碳原子會脫離化學鍵並自行漂浮在空氣中。這些孤獨的碳原子開始聚集沉積在大氣下游的煙塵雲中,在大氣下層,其周圍的壓力和溫度穩步上升。最終,這些力量變得如此之大,以致碳原子變成固體鑽石。降落下來就形成了絕世奇觀:鑽石雨。
當然,這全是理論上的。我們從來沒有真正深入到天王星或海王星的大氣層中,所以我們不知道它是否真的下鑽石雨。這些理論源自2017年8月在「自然天文學」期刊上發表的一項令人興奮的研究:科學家首次重現了天王星和海王星成功生產「鑽石雨」的條件。
SLAC國家加速器實驗室的實驗器材場景十分科幻,在斯坦福大學使用所謂的極端條件下的物質(MEC)儀器,科學家們使用X射線激光器來轟擊氣體,這些與天王星和海王星大氣層的碳和氫原子結構成分相似,所有這些能量都迫使碳原子分離出來並結合成微小的鑽石。這些鑽石只持續了一納秒,但這足以讓研究人員證明它真實發生過。
這些精密儀器為科學家們提供了條件來研究恆星和巨行星核心極其炎熱而密集的物質。這些實驗可以幫助研究人員設計具有增強性能的新材料,並重新創建能夠支持太陽的核聚變過程。
我們對陌生的行星鄰居了解十分令人興奮,隨著航天科技的發展,這些星球的寶貴資源在未來可能會被人類開採,上面的納米金剛石在醫學等領域有重要的應用,現在我們只能通過控制高能粒子轟擊來製造它們。這也是生產小鑽石的安全有效的方法。
所以,忘記火星,讓我們去探索天王星和海王星吧,沐浴在鑽石雨中,會是怎樣的感受呢?
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