Podczas eksperymentu laboratoryjnego na Uniwersytecie Stanowym w Ohio badacze symulowali presje i warunki niezbędne do utworzenia diamentów w płaszczu Ziemi, gdy natknęli się na niespodziankę… Może istnieć „super Ziemia” z węgla. Próbując zrozumieć, jak może zachowywać się węgiel w innych układach słonecznych, zastanawiali się, czy na planetach o wysokiej zawartości tego pierwiastka nie można wytworzyć ciśnienia aż do wytworzenia tego cennego kamienia szlachetnego. Ich odkrycia wskazują na możliwość, że Droga Mleczna rzeczywiście mogłaby być domem dla gwiazd, w których planety mogą składać się nawet z 50% diamentów.
Zespołem badawczym kieruje Wendy Panero, profesor nadzwyczajny w School of Earth Sciences w Ohio State oraz doktorant Cayman Unterborn. W ramach swoich badań wykorzystali wyniki wcześniejszych eksperymentów do symulacji modelowania komputerowego. Zostało to następnie wykorzystane do stworzenia scenariuszy, w których istniały planety o wyższej zawartości węgla niż Ziemia.
Rezultat: „Możliwe jest, że planety o wielkości piętnastokrotnie większej od masy Ziemi będą w połowie wykonane z diamentu”, powiedział Unterborn. Przedstawił badanie we wtorek na spotkaniu American Geophysical Union w San Francisco.
„Nasze wyniki są uderzające, ponieważ sugerują, że planety bogate w węgiel mogą tworzyć się z rdzeniem i płaszczem, tak jak Ziemia”, dodał Panero. „Jednak rdzenie byłyby prawdopodobnie bardzo bogate w węgiel - podobnie jak stal - a płaszcz byłby również zdominowany przez węgiel, w dużej mierze w formie diamentu”.
W centrum naszej planety znajduje się domniemany stopiony żelazny rdzeń, pokryty płaszczem minerałów na bazie krzemionki. Ten podstawowy budulec Ziemi jest tym, co skondensowane z materiałów w naszej chmurze słonecznej. W alternatywnej sytuacji planeta mogłaby uformować się w środowisku bogatym w węgiel, tym samym posiadając inną strukturę planety - i inny potencjał życia. (Na szczęście dla nas nasze stopione wnętrze zapewnia energię geotermalną!) Na diamentowej planecie ciepło rozproszy się szybko - prowadząc do zamarzniętego rdzenia. Na tej podstawie diamentowa planeta nie miałaby żadnych zasobów geotermalnych, nie miałaby tektoniki płyt i nie byłaby w stanie utrzymać atmosfery ani pola magnetycznego.
„Uważamy, że diamentowa planeta musi być bardzo zimnym, ciemnym miejscem”, powiedział Panero.
Jak wymyślili swoje odkrycia? Panero i były doktorant Jason Kabbes pobrali miniaturową próbkę żelaza, węgla i tlenu i poddali ją ciśnieniu 65 gigapaskali i temperaturom 2400 kelwinów (blisko 9,5 miliona funtów na cal kwadratowy i 3800 stopni Fahrenheita - warunki podobne do ziemskich głębokie wnętrze). Gdy obserwowali eksperyment pod mikroskopem, zobaczyli wiązanie tlenu z żelazem w celu wytworzenia rdzy… ale to, co pozostało, zmieniło się w czysty węgiel i ostatecznie uformowało diament. Doprowadziło to do zastanowienia się nad implikacjami związanymi z formowaniem planet.
„Do tej pory odkryto ponad pięćset planet poza naszym Układem Słonecznym, ale wiemy bardzo niewiele o ich wewnętrznych składach” - powiedział Unterborn, który z wykształcenia jest astronomem.
„Patrzymy na to, jak lotne pierwiastki, takie jak wodór i węgiel, oddziałują w obrębie Ziemi, ponieważ kiedy wiążą się z tlenem, powstają atmosfery, oceany - dostajesz życie”, powiedział Panero. „Ostatecznym celem jest skompilowanie zestawu warunków niezbędnych do powstania oceanu na planecie”.
Ale nie myl ich wyników z ostatnimi, niepowiązanymi badaniami, które dotyczą pozostałości wygasłej gwiazdy z układu podwójnego. Odkrycie zespołu OSU sugeruje po prostu, że tego typu planeta mogłaby się formować w naszej galaktyce, ale ich liczba lub miejsce, w którym mogą się znajdować, wciąż jest bardzo otwarte na interpretację. To pytanie jest badane przez Jennifer Johnson, astronomkę Unterborn i Ohio State.
Ponieważ diamenty są wieczne…
Oryginalna historia Źródło: Ohio State Research News.
