钻石|天王星和海王星的逆天功能:只有1%的碳元素,也能压缩成钻石( 二 )


因此人类对这两颗行星的了解比对木星、土星的了解要少得多 , 这意味着这方面存在着等待人类去探索的广阔空间 。
钻石|天王星和海王星的逆天功能:只有1%的碳元素,也能压缩成钻石
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更重要的是 , 根据美国宇航局的研究发现 , 类似天王星、海王星这样的"冰巨星"在太阳系外更为常见 , 它们在银河系里的常见度是类似木星的行星的十倍左右 。 因此如果能够对海王星和天王星的内部有所了解 , 那么科学家们则可以在不让探测器飞出太阳系的情况下对系外行星有更深入的了解 。
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什么想法诱导了新发现的产生?
起初科学家们对海王星和冥王星不抱太多希望 , 是因为这两颗行星上的碳元素实在是太少了 。 但后来他们通过研究发现 , 它们的核心可能存在着水、甲烷和氨等物质 , 这为该研究小组的想法提供了基础条件 。 而且已经有实验证明 , 在一定的压力和温度下 , 甲烷可以作为原料转化为钻石 。
钻石|天王星和海王星的逆天功能:只有1%的碳元素,也能压缩成钻石
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之后德国物理学家克劳斯使用X射线衍射证明了甲烷确实能够转化成钻石 , 因此该研究团队获得了启发 , 决定将该研究继续深入下去 。 团队中的研究人员克劳斯表示 , X射线衍射实验为他们新实验模型的搭建提供了一些重要参数 , 这也是后续研究能够顺利进行的重要基础 。
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研究团队如何进行模拟气态行星内部的钻石形成过程?
实验开始后 , 实验人员利用光学激光脉冲照射聚苯乙烯 , 使其产生强劲的冲击波 , 冲击波打在材料上让材料立马升温到4727摄氏度 , 同时将大大提高了环境压力 。 研究人员克劳斯表示 , 实验中所产生的气压相当于将250头非洲象放在大拇指指甲盖上 , 其气压之高难以想象 。
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之前的实验普遍使用X射线衍射来探测材料的内部结构 , 但这种方法一般只对类似甲烷这种呈现晶体结构的物质有用 , 对非晶体结构的物质则很难呈现出完整的图片 。 研究人员为了解决该问题 , 采用了另一种方法来观测聚苯乙烯电子的散射情况 , 实验最终呈现出了较好的观察结果 。
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该研究结果的意义重大 , 还可延伸到对木星和土星的研究
以上模拟实验证明 , 海王星和天王星的内部确实可能存在着下"钻石雨"的情况 , 这是首次有理论证明即使行星的碳元素不足 , 也有可能形成钻石 , 扩展了科学家们思考行星问题的思路 。 同时也扩展了科学家对这两颗行星的认知 , 在得到一些真实的探索和研究数据之前 , 一切皆有可能 。
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此外 , 克劳斯还表示在实验室里模拟出的行星内部的极端环境条件 , 同样可用于研究木星和土星的内部情况 。 这两颗气态行星的大气中也存在大量的氢气和氦气 , 但大气层下的世界则还是一片未知的世界 。 或许未来可以通过该发现的研究方法来探索木星和土星的内部情况 , 甚至是形成过程和演化历史 。