ภายในดาวเคราะห์น้ำแข็งขนาดยักษ์อาจมีการตกตะกอนของเพชร

จักรวาลนั้นแปลกกว่าที่คุณจะจินตนาการได้ และในส่วนลึกของอวกาศ คุณจะพบดาวเคราะห์นอกระบบที่แปลกประหลาดและดุร้าย ในรายการนี้ เราสามารถเพิ่มดาวเคราะห์แปลก ๆ อีกประเภทหนึ่งที่ทำให้เพชรฝนตก

เชื่อกันว่าเอฟเฟกต์การอาบน้ำของเพชรจะเกิดขึ้นลึกเข้าไปในยักษ์ใหญ่น้ำแข็งเช่นดาวยูเรนัสและเนปจูนและถูกสร้างขึ้นใหม่ในห้องทดลองบนโลกในปี 2560 ตอนนี้นักวิจัยพบว่าผลกระทบนี้ไม่ได้เป็นเพียงเรื่องบังเอิญที่หายากเท่านั้น แต่สามารถเกิดขึ้นได้ บ่อยกว่าที่เคยคิดไว้

ฝักบัวเพชรสามารถก่อตัวขึ้นเมื่อมีออกซิเจนบนดาวเคราะห์ยักษ์น้ำแข็ง
ฝนไดมอนด์สามารถเกิดขึ้นได้ลึกภายในดาวเคราะห์ยักษ์น้ำแข็ง และพบได้บ่อยในที่ที่มีออกซิเจน Greg Stewart/SLAC National Accelerator Laboratory

ทีมนักวิจัยนานาชาติที่ทำงานร่วมกับ SLAC National Accelerator Laboratory ก่อนหน้านี้ได้สร้างปรากฏการณ์ฝนเพชรโดยใส่ไฮโดรเจนและคาร์บอนไว้ภายใต้แรงกดดันที่สูงมาก แต่ในการศึกษาใหม่นี้ พวกเขาต้องการทำให้สภาพจริงมากขึ้นสำหรับสิ่งที่อยู่ภายในของยักษ์น้ำแข็ง โดยการรวมองค์ประกอบอื่นๆ ที่มีอยู่ เช่น ออกซิเจน

เพื่อสร้างแบบจำลองส่วนผสมของสารเคมีนี้ นักวิจัยได้ใช้วัสดุที่คุ้นเคย นั่นคือพลาสติก PET ซึ่งใช้ในบรรจุภัณฑ์ที่ดี ซึ่งกลายเป็นสารเคมีที่คล้ายกับสภาวะที่ต้องการสร้าง “PET มีความสมดุลที่ดีระหว่างคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน เพื่อสร้างแบบจำลองกิจกรรมของดาวเคราะห์น้ำแข็ง” Dominik Krauss จากมหาวิทยาลัย Rostock อธิบาย หนึ่งในนักวิจัย

นักวิจัยใช้เลเซอร์กำลังแรงสูงเพื่อสร้างคลื่นกระแทกในพลาสติก จากนั้นดูเมื่อรังสีเอกซ์กระดอนออกมา สิ่งนี้ทำให้พวกเขาได้เห็นว่าเพชรเม็ดเล็กก่อตัวอย่างไร เพชรที่ผลิตในการทดลองมีขนาดเล็กมาก เรียกว่า นาโนไดมอนด์ แต่เพชรที่มีขนาดใหญ่กว่ามากสามารถก่อตัวขึ้นใต้พื้นผิวของยักษ์น้ำแข็งได้ประมาณ 5,000 ไมล์ ซึ่งจะจมลงในแกนน้ำแข็งของดาวเคราะห์ เพชรสามารถจมลงไปในแกนกลางและสร้างชั้นเพชรที่หนาได้

ในการทดลองครั้งใหม่ ทีมวิจัยพบว่าเมื่อรวมออกซิเจน นาโนไดมอนด์จะเติบโตที่อุณหภูมิและความดันที่ต่ำกว่า ซึ่งหมายความว่าการมีออกซิเจนทำให้ฝนเพชรมีแนวโน้มที่จะก่อตัวขึ้น “ผลของออกซิเจนคือการเร่งการแยกตัวของคาร์บอนและไฮโดรเจน ซึ่งจะช่วยกระตุ้นการก่อตัวของนาโนไดมอนด์” Kraus กล่าว “นั่นหมายความว่าอะตอมของคาร์บอนสามารถรวมกันเป็นเพชรได้ง่ายขึ้น”

ด้วยการค้นพบนี้ นักวิจัยต้องการลองการทดลองอีกครั้งและรวมสารเคมี เช่น เอทานอล น้ำ และแอมโมเนีย เพื่อสร้างแบบจำลองสภาพแวดล้อมของยักษ์น้ำแข็งอย่างใกล้ชิดยิ่งขึ้น

Nicholas Hartley นักวิทยาศาสตร์และผู้ทำงานร่วมกันของ SLAC กล่าวว่า “ความจริงที่ว่าเราสามารถสร้างสภาวะสุดขั้วเหล่านี้ขึ้นมาใหม่เพื่อดูว่ากระบวนการเหล่านี้เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วได้อย่างไรในระดับที่เล็กมาก ในระดับที่เล็กมาก “การเพิ่มออกซิเจนทำให้เราใกล้ชิดยิ่งขึ้นกว่าที่เคยเห็นภาพกระบวนการของดาวเคราะห์เหล่านี้อย่างเต็มที่ แต่ก็ยังมีงานอีกมากที่ต้องทำ นี่เป็นขั้นตอนหนึ่งในการหาส่วนผสมที่สมจริงยิ่งขึ้น และเห็นว่าวัสดุเหล่านี้มีพฤติกรรมอย่างไรบนดาวเคราะห์ดวงอื่น”

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในวารสาร Science Advances

คำแนะนำของบรรณาธิการ