18 юни 2018
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Говорят медиците
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Диамантени дъждове валят на Нептун и Уран

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 23 август 2017 в 00:0029638
Илюстрация: Greg Stewart/SLAC National Accelerator Laboratory

В експеримент, който симулира условията на ледните планети-гиганти Уран и Нептун, учените за първи път наблюдаваха "диамантен дъжд".

Подробности за тяхната работа са описани в статия, публикувана в Nature Astronomy.

Ледените гиганти съдържат значителни количества метан и други летливи органични съединения. Изключително високото налягане компресира водорода и въглерода в тези планети и се образуват твърди диаманти, които падат под формата на нещо като сняг. Предполага се, че "диамантените валежи" 'възникват на разстояние повече от 8000 километра под повърхността на Уран и Нептун и се създават от често срещаните там водород и въглерод. Вътрешността на двете планети е подобна, те крият твърди ядра, заобиколени от гъста киша от различни ледове - водни, метанови, амонячни.

Изследователите симулират предполагаемата среда с ударни вълни в пластмаса, използвайки оптичния лазер Matter in Extreme Conditions (MEC) в Националната ускорителна лаборатория - SLAC (САЩ).

Мощните лазерни импулси са насочени към образец от полистирол, създавайки в него две последователни ударни вълни. Втората вълна е по-голяма и по-бърза от първата и в точното време я догонва. Интерференцията (наслагването) на тези вълни създава дълбоки падове на ниско налягане и ултрависоки върхове, където става образуването на диамантените кристали. Инструментът LCLS позволява да се наблюдава процесът, като се правят "снимки" милиарди пъти в секунда.

Уран и Нептун

В експеримента пластмасата имитира сместа, доминирана от молекули метан (CH4), който причинява отчетливия син отенък на Нептун. Екипът проучва пластмасовия материал полистирол, който е направен от смес от водород и въглерод, ключови компоненти на химичния състав на тези планети.

В междинните слоеве на Нептун и Уран метанът образува въглеводородни вериги, които вероятно реагират на високото налягане и температура в по-дълбоките слоеве и образуват диамантените дъждове.

Експериментът показва, че образуването на диаманти става при температура на стотици хиляди градуса и налягания от порядъка на един милион атмосфери - почти един порядък повече от получените в предишни експерименти. Подобни условия могат да съществуват в атмосферата на ледените гиганти на дълбочина около 10 хиляди километра. Според авторите този процес може да се е случил дори при почти абсолютната нула, но се изисква много по-високо налягане. 

Нанодиаманти, пораснали на пластмасовия филм. Изображението е получено със сканиращ електронен микроскоп. Снимка: chm.bris.ac.uk

Размерите на получените при опита кристали не надвишава няколко нанометра. Но в атмосферите на Нептун и Уран те, според теоретичните изчисления, могат да бъдат много по-големи, достигайки маса стотици килограми. Твърдите ядра на тези гигантски планети са заобиколени от дебел слой гигантски лед под огромно натоварване, през което бавно падат гигантски диаманти. Може би дори се натрупват долу, заобикаляйки ядрото с невероятна диамантена кора.

Информацията от изследвания като това, които показват как елементите се смесват и компресират под налягане в планетата, могат да променят изчислението на връзката между масата и радиуса, което позволява на учените да моделират и класифицират по-точно отделните планети.

Когато астрономите наблюдават екзопланети извън Слънчевата система, те могат да измерят тяхната маса и радиус. Връзката между тях се използва за класифициране на планетата и помага да се определи дали се състои от по-тежки или по-леки елементи.

Информацията от изследвания като това, които показват как елементите се смесват и компресират под налягане в планетата, могат да променят изчислението на връзката между масата и радиуса, което позволява на учените да моделират и класифицират по-точно отделните планети. Падането на "диамантения дъжд" може да бъде допълнителен източник на енергия, който генерира топлина. По този начин лабораторните експерименти допълват наблюденията от сателитите и телескопите.


Препоръчани материали
+ 10
- 1
И между другото, за сравнение. Практически няма противолодъчни торпеда, които могат да работят на половин километър дълбочина в земните океани, които не са с атомни бойни глави. Радиуса на поражение на 10-килотонните е примерно 200 метра, на 20-килотонните - 500 метра, условно. Това - срещу големи паянтови стоманени конструкции, каквито са подводниците.
Да питам ли, колко тератона трябват за разглобяване на молекулите, при налягане на околната среда милиони атмосфери? Колкото да се вържат порядъците, остави резултата:)
Па даже и "при абсолютната нула"?:))
В случая, ниската квалификация на преводача, изобщо не е проблем, в сравнение с измамата на аффтура на статията.
+ 10
- 1
Ветровете, с каквато и скорост да са, НЕ СА ударна вълна, и няма как да бъдат. Сещаме се за книжките със странното заглавие "Механика на непрекъснатите флуиди".
Разните наночастици, получавани по разните ударни методи, се формират в задния, спадащ фронт на ударната вълна.
Не знам от какво са атфосферите на тия планети, и затова не знам, дали в тях изобщо може да има мълнии. Но ако имаше толкова, че там да работят диамантени фабрики, станциите щяха да са ги снимали.
Сравнително кохерентни снопове, може да се получат по начина, описан от Айнщайн през 1913-а. Но тоя "класически аналог на лазера", по никой начин не е пикосекунден лазер с гигантски импулси. Нито лазер може да се случи тока така, и от нищото. Горните слоеве на атмосферата на Венера, са си готов коктейл за лазер на въглероден окис, и Слънцето ги грее достатъчно. Но Венера не е лазер, понеже няма кой да я завре в резонато.
И пак два лева не стигат.
+ 0
- 0
И за газовите планети, и за звездите, и за всичко между тях има реалистични модели с хиперзвукови ветрове, светкавици и ударни вълни около тях. Не е да няма взривове.

Дали има лазери можем засега само да предполагаме. Лазерът не е чак толкова трудно нещо. По мое време се чудеха защо от някои планетарни мъглявини ни стрелят с кохерентна светлина ама после някак се намери защо.
+ 10
- 1
Заради което пък, не разбирам връзката с оня експеримент.
Механизмите на образуването на кристалите по едните, и по другите методи, са силно различни. Едното не може да се сведе до другото, само че просто за много кратко време.
А виж, това, че някой е решил да рекламира работата на лабораторията си, с лъжа в чужда област, у мене предизвиква само погнуса. Дори наистина да прави много хубави нанодиамантени филми с лазери.
+ 10
- 1
А ти?
В тая статия пише, как някой си, израства диамантен филм върху подложка. Известна методика. И свързва детонационните методи за получаване на наночастици, с методите за израстване на макрокристали с високи налягания. Също известна методика.
Дълбоко в атмосферите, еле па в твърдите планети, няма откъде да се вземат такива ударни вълни. Като толкова те е мързяло да четеш - нещо се получава с пресовки тротил:хексоген, 40:60. Но по-добре - с кумулативни заряди. Предполагам, че на Уран и Нептун има даже по-малко лазери, отколкото химически експлозии, като май на повечето безкислородни планети. Но и тогава не виждам, какво ще разклати такава среда. Други причини за реално бързи ударни вълни, особено при такива налягания, аз не виждам.
Така остават само статичните методи с високите налягания.
+ 1
- 0
Стефане, що не зачетеш статията?
+ 10
- 1
Това, пиара и лъжата вече май са едно и също.
Или американските институти, вече смятат цялото останало човечество за кръгли идиоти?

По никакъв начин не разбрах, какво общо имат взривните технологии за производство на нанодиаманти, каквито се използват и у нас, и някакви събития на външните планети. Там откъде идват тия взривове? И откъде идва абсолютна нула, при тия налягания?

Виж в стационарни условия, за неограничено многото милиарди години, може и да възникват диамантени канари, също както в тукашните кимберлитови тръби има и големи кристали. Но аз поне, се съмнявам, че условията са толкова стационарни - на същата дълбочина, там сигурно има ветрове и течения. Които пък, ще попречат на формирането на красив бездефектен монокристал.
+ 2
- 0
Чак па дъждове. Диамантът не е течен даже и при тези условия, доколкото понятието диамант предполага кристална решетка. В най-добър случай сняг, прашно-пясъчна буря или (ако докрай насилим определението за течност) мътилка около дъното.
 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.