Planetaire wetenschap: waarom regenen diamanten op Uranus en Neptunus?

Planetaire wetenschap: waarom regenen diamanten op Uranus en Neptunus?

Wetenschappen Planetair onderzoek

Waarom regenen diamanten op Uranus?

Uitreikblad - De tekening toont het fenomeen van diamantregen binnen de planeet, terwijl diamanten door het omringende ijs naar beneden migreren.  Hoe dieper de diamanten in het binnenste van de planeet doordringen, hoe hoger de druk en temperatuur.  Zelfs in zeer hete gebieden blijft het ijs door de zeer hoge druk intact.  Credit: European XFEL / Tobias Wüstefeld Let op: alleen gratis voor redactioneel gebruik in verband met onderzoeksrapportage als credit wordt vermeld.  Foto: Europese XFEL / Tobias Wüstefeld

Diamantregen binnen de planeet Uranus

Bron: Europese XFEL / Tobias Wüstefel

Alleen in sprookjes valt geld uit de lucht. In feite kan het diamanten regenen, maar niet op aarde, maar alleen op ijzige planeten zoals Uranus en Neptunus. Door experimenten uitgevoerd in het röntgenlaboratorium hebben onderzoekers nu nieuwe inzichten in dit fenomeen verkregen.

ADiamanten kunnen neerregenen op ijzige planeten als Uranus en Neptunus. Experimenten uitgevoerd door een internationaal onderzoeksteam bij het Europese XFEL, een röntgenlaserlaboratorium in Schnefeld bij Hamburg, laten zien dat een dergelijke afzetting van edelstenen onder veel minder extreme omstandigheden kan plaatsvinden dan eerder werd aangenomen. De wetenschappers schreven in het tijdschrift Nature Astronomy dat diamantregen ook een belangrijke rol zou kunnen spelen bij het creëren van magnetische velden op dergelijke planeten.

De atmosfeer en mantel van grote ijzige planeten bevatten veel methaan, een gas waarvan de moleculen zijn gemaakt van koolstof en waterstof. Binnen planeten is de druk zo groot en de temperatuur zo hoog dat koolstof diamanten kan vormen – die vervolgens naar de diepere lagen van de planeet regenen.

Tot nu toe hebben planetaire onderzoekers aangenomen dat de omstandigheden die nodig zijn voor de vorming van edelstenen alleen diep in de mantel bestaan. Om dit te onderzoeken heeft het team onder leiding van Mungo Frost van SLAC-onderzoekscentrum Probeer het in de VS Europese exfil Om de omstandigheden binnen ijzige planeten te reproduceren.

Diamanten kunnen een dynamo-effect veroorzaken

Als basis gebruikten de onderzoekers een folie van polystyreen, een koolstofhoudend plastic. Een stukje van deze folie spannen ze uit tot een zogenaamde diamantstempelcel: de uiteinden drukken van boven en van onderen twee diamanten op het plastic. Omdat diamant erg hard is, kan op deze manier een zeer hoge druk op het monstermateriaal worden uitgeoefend – in dit geval tot 300.000 keer de atmosferische druk op aarde.

READ  19 - Hoe werkt het antilichaammedicijn en wanneer is het nuttig?

Met behulp van flitsen van een röntgenlaser bij de Europese XFEL verwarmden wetenschappers het materiaal ook tot temperaturen die typisch zijn voor ijzige planeten, namelijk meer dan 2200 graden Celsius. De röntgenflitsen dienden vervolgens een tweede doel: met behulp van röntgenverstrooiing van de gecomprimeerde film konden Frost en zijn collega's waarnemen wanneer zich onder extreme omstandigheden diamanten in het materiaal vormden.

Lees ook

Uranus (links), diffuse röntgenvlek (m) en de twee over elkaar heen geplaatste afbeeldingen (r)

Tot verrassing van het team ontstonden de diamanten onder omstandigheden die vergelijkbaar waren met die gevonden in de bovenste mantel van Uranus en Neptunus. Dit heeft gevolgen: edelstenen die uit de bovenste mantel vallen, kunnen stromen van elektrisch geleidend materiaal in de mantel van ijzige planeten opwekken; zulke stromen werken als een dynamo. ‘Diamantregen heeft waarschijnlijk een effect gehad op de vorming van de complexe magnetische velden van Uranus en Neptunus’, legt Frost uit.

De edelsteen is slechts een micron groot

De bevindingen van het team kunnen ook belangrijk zijn voor planeten in andere sterren. Tot de meest voorkomende planeten die tot nu toe zijn ontdekt, behoren de zogenaamde Mini-Neptunussen. Dit zijn planeten die kleiner zijn dan Neptunus, maar groter dan de aarde. Ze zijn meestal niet gemaakt van gesteente, maar zijn, net als gasvormige en ijzige planeten, gemaakt van vluchtige componenten zoals waterstof en methaan. In tegenstelling tot eerdere aannames zouden de omstandigheden daar ook daadwerkelijk voldoende kunnen zijn om diamantregen te garanderen.

Maar hoe groot zijn de diamanten die zich in zulke planeten vormen? “Dit is geen gemakkelijke vraag om te beantwoorden”, zegt Frost. “We observeren diamantkorrels in het micrometerbereik.” Een micrometer is een duizendste millimeter.

READ  Onderzoekers bouwen dinosaurusrobots en bevestigen hypothesen over veren

Maar onderzoekers creëren slechts gedurende een zeer korte tijd extreme omstandigheden. “In de loop van de geologische tijd kunnen diamanten veel groter worden”, vervolgde de onderzoeker. Er staan ​​nu meer experimenten gepland.

Je kunt hier naar onze WELT-podcasts luisteren

Om embedded content te kunnen bekijken, is het noodzakelijk om uw herroepbare toestemming te verkrijgen voor de overdracht en verwerking van persoonsgegevens, aangezien aanbieders van embedded content deze toestemming nodig hebben als externe dienstverleners. [In diesem Zusammenhang können auch Nutzungsprofile (u.a. auf Basis von Cookie-IDs) gebildet und angereichert werden, auch außerhalb des EWR]. Door de schakelaar op “Aan” te zetten, gaat u hiermee akkoord (op elk moment herroepbaar). Dit omvat ook uw toestemming voor de overdracht van bepaalde persoonlijke gegevens naar derde landen, waaronder de VS, in overeenstemming met artikel 49, lid 1, onder a), van de AVG. Hierover kunt u meer informatie vinden. U kunt uw toestemming op elk moment intrekken via de sleutel en privacy onderaan de pagina.

“Aha!” “Ten Minutes of Everyday Knowledge” is de eigen kennispodcast van WELT. Elke dinsdag, woensdag en donderdag beantwoorden we alledaagse vragen uit de wetenschap. Abonneer je op de podcast op onder meer Spotify, Apple Podcast, Deezer, Amazon-muziek Of rechtstreeks via de RSS-service.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *