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       在宇宙中，冰巨星的天空中可能布滿了鉆石。壓縮的碳化合物可以在研究人員未曾想到的溫度下變成鉆石，這可能使“鉆石雨”成為冰巨星上的一種常見現(xiàn)象。相關(guān)研究1月8日發(fā)表于《自然-天文》。

       過去，實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)使人們對(duì)天王星和海王星等冰巨星內(nèi)部形成鉆石的條件感到困惑。有兩種類型的實(shí)驗(yàn)用于研究此問題：一種是動(dòng)態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)，即碳化合物受到突然的沖擊；另一種是靜態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)，即把碳化合物放在一個(gè)腔室中逐漸壓縮。迄今為止，動(dòng)態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)需要更高的溫度和更大的壓力才能形成鉆石。

       美國SLAC國家加速器實(shí)驗(yàn)室的Mungo Frost和同事利用靜態(tài)壓縮和動(dòng)態(tài)加熱進(jìn)行了一組新的實(shí)驗(yàn)。他們將聚苯乙烯擠在兩顆鉆石之間，通過用X射線光脈沖轟擊前者以實(shí)現(xiàn)壓縮。

       研究人員觀察到聚苯乙烯在大約2200℃的溫度和19吉帕的壓力下開始形成鉆石，這種條件與天王星和海王星的淺層內(nèi)部相似。

       這一壓力遠(yuǎn)小于早先動(dòng)態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)形成鉆石所需的壓力，且反應(yīng)時(shí)間比通常的動(dòng)態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)要長，這也許可以解釋為什么此類實(shí)驗(yàn)沒有形成低壓金剛石。

       Frost說：“它與既定結(jié)果不一致，也不是我們期望看到的，但它將一切聯(lián)系在一起。事實(shí)證明，這都是不同時(shí)間尺度造成的。”這一發(fā)現(xiàn)可能意味著，比我們之前認(rèn)為的更小的行星上也可能存在“鉆石雨”。

       據(jù)研究人員計(jì)算，在已確認(rèn)的約5600顆系外行星中，有1900多顆可能存在“鉆石雨”。這也表明，在太陽系內(nèi)，鉆石形成的深度可能比我們想象的要淺，這可能會(huì)改變我們對(duì)巨行星內(nèi)部動(dòng)力學(xué)的理解。這種較淺的地層可能會(huì)使“鉆石雨”在沉向行星中心的過程中穿過一層冰，這反過來又會(huì)影響行星的磁場(chǎng)，而磁場(chǎng)是復(fù)雜的，人們對(duì)其知之甚少。

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1038/s41550-023-02147-x