بارش باران الماس در سیاره‌های غول یخی
رادیو ایلیاد
بارش باران الماس در سیاره‌های غول یخی
مجله علمی ایلیاد - یکی از آزمایش‌های جدید آزمایشگاه شتاب‌دهنده‌ی ملی SLAC نشان می‌دهد که الماس‌های بزرگ چگونه از هیدروژن و کربن در بخش‌های درونی غول‌های یخی، مثل نپتون و اورانوس شکل گرفته‌اند. دکتر «دومینیک کروس» دانشمندی از هلمهولتز زنتروم درسدن-روسندورف آلمان و همکارانش، محیط مورد نظر را در حدود ۹،۹۸۰ کیلومتر زیر سطح نپتون و اورانوس شبیه‌سازی نمایند. آن‌ها به‌کمک لیزر نوری در دستگاه «مواد در شرایط سخت» و لیرز الکترون آزاد اشعه‌ی ایکسِ آزمایشگاه شتاب‌دهنده‌ی ملی SLAC، امواج تکانه‌ای را در ماده‌ی شکل‌پذیری به‌نام «پلی استیرن» ایجاد کردند.
پلی استیرن از ترکیب هیدروژن و کربن ساخته شده است و این دو اتم از اجزای کلیدی ساختار شیمیایی سیاره‌های غول یخی به‌شمار می‌روند. گروه تحقیقاتی در آزمایش‌های خود مشاهده کرد که تقریباً هر اتم کربن پلی استیرن با عرض چند نانومتر در ساختارهای الماس کوچک جای گرفته است.
دکتر کروس توضیح داد: «در لایه‌های میانی غول‌های یخی، متان زنجیره‌ای هیدروکربن ایجاد می‌کند. از مدت‌ها پیش فرض بر این بوده که این زنجیرها در لایه‌های عمیق به فشار و دمای بالا واکنش نشان داده و باران الماس را به‌وجود می‌آورند. ما از لیزر نوری پرقدرت برای ایجاد جفت امواج تکانه‌ای در ماده‌ای شکل‌پذیر استفاده کردیم. در این راستا، دما و فشار به درستی ترکیب شدند. تکانه‌ی اول کوچک‌تر و آهسته‌تر است و تکانه قوی‌تر بعدی جای آن‌را می‌گیرد. زمانی که امواج تکانه‌ای با یکدیگر هم‌پوشانی می‌کنند، فشار به حداکثر رسیده و اکثر الماس‌ها شکل می‌گیرند.»
دانشمندان پیش بینی می کنند که در اورانوس و نپتون، الماس‌ها بسیار بزرگ‌تر می‌شوند و شاید وزن آن‌ها به میلیون‌ها قیراط برسد. به باور دانشمندان، احتمال دارد در بیش از هزاران سال این الماس‌ها وارد لایه‌های یخی سیاره‌ها شده و لایه‌ی ضخیمی در پیرامون هسته ایجاد کنند. دکتر کروس خاطرنشان کرد: «بر طبق فرضیه‌ی ما، الماس‌های اورانوس و نپتون ساختارهای بسیار بزرگی هستند و به احتمال زیاد در طی هزاران سال به هسته‌ی سیاره نفوذ می‌کنند. آزمایش‌هایی که ما انجام دادیم، بینش‌مان را نسبت به ساختار سیاره‌های بیگانه ارتقاء می‌بخشند. محققان قبلاً فقط می‌توانستند این فرض را مطرح کنند که الماس‌ها در این سیاره‌ها شکل گرفته است. من وقتی نتایج جدیدترین آزمایش را دیدم، یکی از بهترین لحظات حرفه‌ی علمی‌ام را تجربه کردم.»
آزمایش‌های ابتدایی که سعی در بازسازی باران الماس در شرایط مشابه داشتند، قادر به اندازه‌گیری در زمان واقعی نبودند، اما ما در حال حاضر می‌توانیم این شرایط سخت و بغرنج را ایجاد کنیم. تحت این شرایط در آزمایشگاه، الماس‌های کوچکی برای بازه‌ی زمانی کوتاهی ایجاد می‌شوند. لیزرهای نوری پرانرژی در MEC و پالس‌های اشعه‌ی ایکس LCLS، این امکان را به محققان دادند تا به‌طور مستقیم واکنش‌های شیمیایی را اندازه‌گیری نمایند.
پروفسور «سیگفرید گلنزر» عضو این گروه از مرکز SLAC بیان کرد: «ما برای این آزمایش، درخشان‌ترین منبع اشعه‌ی ایکس در جهان یعنی LCLS را در اختیار داشتیم. شما برای دیدن واضح ساختار این الماس‌ها به این پالس‌های سریع و شدید اشعه‌ی ایکس نیاز دارید، زیرا آن‌ها برای مدت کوتاهی در آزمایشگاه ایجاد می‌شوند.»
این مقاله در مجله‌ی Nature Astronomy منتشر شده است.
نوشته: SciNews
ترجمه: منصور نقی‌لو - مجله علمی ایلیاد
ترجمه: منصور نقی‌لو - مجله علمی ایلیاد