Das Experiment sollte die Bedingungen simulieren, die in den Eisriesen unseres Systems beobachtet werden. Dabei konnten die Forscher erstmals Diamantregen untersuchen, der bei einem Hochdruckindikator erzeugt wurde. Gleichzeitig werden Wasserstoff und Kohlenstoff komprimiert und bilden feste Diamanten, die langsam in die Tiefe fallen.
Es wird angenommen, dass helle Niederschläge 5.000 Meilen unter der Oberfläche von Uranus und Neptun liegen. Diese Planeten sind in ihrer inneren Struktur ähnlich: dichte Kerne, um die sich dickes Eis konzentriert.
Wissenschaftler modellierten die Umgebung, indem sie mit einem optischen Laser Stoßwellen erzeugten. Sie stellten fest, dass jedes Kohlenstoffatom Teil einer kleinen Diamantstruktur mit einer Breite von einigen Nanometern wurde. Auf echten Planeten sind es viel mehr (mit einem Gewicht von einer Million Karat).
Man geht auch davon aus, dass Diamanten nach Tausenden von Jahren langsam in die Eisschichten einsinken und eine dichte Schicht um den Kern bilden. Frühe Experimente konnten Änderungen nicht in Echtzeit erfassen, da es unmöglich ist, solch extreme Bedingungen nachzubilden.
Umwandlung von Kunststoff in Diamant
Plastik ahmt Methanverbindungen mit Kohlenstoff und vier Wasserstoffatomen nach (dies erzeugt die blaue Farbe von Neptun). In den Zwischenschichten der Eisriesen bildet Methan Kohlenwasserstoffketten, die hypothetisch auf eine hohe Druck- und Temperaturrate reagieren und Diamanten bilden sollten.
Der Laser erzeugte zwei Stoßwellen, die die richtige Temperatur und den richtigen Druck kombinierten. Wenn sich die Wellen überlappen, erreicht der Druck einen Höhepunkt und an diesem Punkt entstehen die meisten Steine.
Nanodiamanten in Aktion
Bei der Betrachtung von Exoplaneten gelingt es den Wissenschaftlern, die Masse durch Schwingung und Radius aus dem Schatten zu berechnen, der durch die Passage des Planeten vor einem Stern entsteht. Diese Daten geben jedoch keinen Aufschluss über die chemische Zusammensetzung. Diamantregen kann eine zusätzliche Energiequelle sein.
Wir haben nicht die Möglichkeit, in die Planeten zu schauen, aber die Simulation hilft, verschiedene Vermutungen zu überprüfen. Dieses Experiment ermöglicht es uns auch, den Prozess der Sternfusion besser zu verstehen, bei dem sich Wasserstoff zu Helium verbindet.
