На Уране и Нептуне возможны алмазные океаны

Алматы. 19 января. Kazakhstan Today - Айсберги из алмаза, плавающие по поверхности "алмазных" морей, вполне могут существовать в глубинах двух планет-гигантов. Так считает опирающаяся на данные новых экспериментов группа физиков из нескольких университетов США, а также из Ливерморской национальной лаборатории (Lawrence Livermore National Laboratory), передает агентство со ссылкой на интернет-журнал Membrana (www.membrana.ru).

Алмаз нельзя превратить напрямую в жидкость простым нагревом (даже без доступа воздуха, чтобы не сгорел), необходимо еще и прикладывать огромное давление, причем делать это надо очень быстро, иначе алмаз сначала обращается в графит, а тот уже тает. И хотя такой трюк (прямое "сжижение" алмаза) уже был проделан несколько лет назад в лаборатории Сандия (Sandia National Laboratories), точного значения температуры перехода измерить не удалось.

Между тем уточнение формы кривых на диаграмме фазовых состояний углерода при больших значениях давления и температуры важно для понимания процессов, идущих в недрах газовых гигантов, а именно - на Уране и Нептуне.

Именно там, по оценкам американских ученых, могут существовать весьма необычные углеродные океаны. Такой вывод был сделан после того, как физики подробно изучили смену фазовых состояний углерода и впервые уточнили температуру плавления алмаза.

Для этого небольшие природные алмазы (по 0,5 миллиметра в поперечнике и 0,1 карата веса) подвергали действию ударных волн, возникающих в толще материала при облучении высокоинтенсивным лазером (он обрушивал на образцы 3 килоджоуля энергии за 1 наносекунду). Так удалось измерить параметры и описать поведение кристаллического и жидкого углерода при давлении вплоть до 40 млн атмосфер и температурах более 50 тыс. кельвинов.

Опыт в частности показал, что после шокового расплавления образцов при последующем падении давления ниже 6 - 11 млн атмосфер крошечные кристаллы алмаза начали появляться из жидкости. И это якобы говорит о том, что в глубинах газовых гигантов алмазы вполне могут существовать в стабильном состоянии.

Однако самое удивительное открытие заключалось в том, что в данных условиях алмаз превращается в жидкость более плотную, чем сам кристалл, кстати, - металлическую. То есть при больших давлениях алмаз ведет себя подобно воде: его "лед" менее плотный, чем жидкая фаза. Это значит, что на поверхности слоев жидкого углерода, где-то на чудовищных глубинах в Нептуне и Уране, могут плавать алмазные айсберги. Авторы работы полагают, что металлический углеродный океан у данных гигантов, с его мощными течениями, может быть ответственен за сильное несовпадение магнитных полей и осей вращения данных планет.

Детали нового исследования изложены в статьях (1 и 2) в Nature Physics.

При использовании информации гиперссылка на информационное агентство Kazakhstan Today обязательна. Авторские права на материалы агентства.