Dacă o persoană ajunge vreodată pe cele mai mari planete ale sistemului solar - Jupiter și Saturn, atunci cu propriii ochi va putea vedea „cerul în diamante”. Conform celor mai recente cercetări ale oamenilor de știință planetari, ploile de diamante cad asupra giganților gazosi.

Cercetătorii lumilor extraterestre s-au întrebat de mult timp: ar putea presiunea ridicată în interiorul planetelor gigantice? Planetologii Mona Delitsky de la Specialty Engineering din California și Kevin Baines de la Universitatea Wisconsin-Madison au confirmat ipotezele de lungă durată ale colegilor lor.

Potrivit unui model construit pe observațiile astrofizicienilor, atunci când o descărcare de fulger apare în atmosfera superioară a giganților gazosi și afectează moleculele de metan, se eliberează atomi de carbon. Acești atomi se combină în număr mare între ei, după care încep o lungă călătorie către miezul de piatră al planetei. Aceste „adunări” de atomi de carbon sunt particule destul de masive, adică sunt în esență funingine. Cel mai probabil, ei au fost cei care au văzut aparatul „Cassini”.

Particulele de funingine coboară încet spre centrul planetei, ocolind succesiv toate straturile atmosferei acesteia. Cu cât trec mai departe prin straturile de hidrogen gazos și lichid până la miez, cu atât mai multă presiune și căldură experimentează. Treptat, funinginea se micșorează la starea de grafit, apoi se transformă în diamante ultra-dense. Dar testele nu se termină aici, pietrele extraterestre sunt încălzite la o temperatură de 8 mii de grade Celsius (adică ajung la punctul de topire) și cad la suprafața miezului sub formă de picături lichide de diamant.

„În interiorul lui Saturn, există condiții potrivite pentru o grindina de diamante. Zona cea mai favorabilă este situată pe un segment care începe de la o adâncime de șase mii de kilometri și se termină cu o adâncime de 30 de mii de kilometri. Conform calculelor noastre, Saturn poate conține până la la 10 milioane de tone din aceste pietre prețioase, majoritatea dintre ele nu au mai mult de un milimetru în diametru, dar există și mostre cu un diametru de aproximativ 10 centimetri”, spune Baines.

În legătură cu noua descoperire, planetologii au propus o idee interesantă: un robot poate fi trimis la Saturn pentru a colecta picături de ploaie „prețioasă”. În mod interesant, acest studiu este un fel de repetare a intrigii cărții SF „Alien Seas” (Alien Seas), conform căreia în 2469 Saturn va colecta diamante pentru construcția cocii unui vas minier care va merge la nucleul planetei și colectează heliu-3.necesar pentru a crea combustibil termonuclear.

Ideea este tentantă, dar oamenii de știință avertizează că diamantele ar trebui lăsate pe Saturn pentru a preveni haosul financiar pe Pământ.

Delitsky și Baines au ajuns la concluzia că diamantele vor rămâne stabile în interiorul planetelor gigantice. Ei au ajuns la această concluzie ca urmare a unei analize comparative a cercetărilor astrofizice recente. Aceste lucrări au confirmat experimental temperaturile și nivelurile de presiune specifice la care carbonul primește diverse modificări alotropice, cum ar fi diamantul dur. Pentru a face acest lucru, oamenii de știință au simulat condițiile (în primul rând temperatura și presiunea) în diferite straturi ale atmosferei planetelor gigantice.

„Am colectat rezultatele mai multor studii și am ajuns la concluzia că diamantele pot cădea într-adevăr din cerul lui Jupiter și Saturn”, spune Delitsky.

Trebuie avut în vedere că până când o anumită descoperire nu va fi confirmată de rezultatele observațiilor sau experimentelor, aceasta va rămâne la nivelul unei ipoteze. Până acum, nimic nu contrazice modelul formării picăturilor de diamant pe giganții gazosi. Cu toate acestea, colegii lui Baynes și Delitsky și-au exprimat îndoielile cu privire la plauzibilitatea modelului descris acum.

Deci, David Stevenson (David Stevenson), un om de știință planetar de la Institutul de Tehnologie din California, susține că Baines și Delitsky au folosit incorect legile termodinamicii în calculele lor.

„Metanul alcătuiește o fracțiune foarte mică din atmosfera de hidrogen a lui Jupiter și Saturn – 0,2% și respectiv 0,5%. Cred că există un proces similar cu dizolvarea sării și zahărului în apă la temperaturi ridicate. Chiar dacă ai creat direct carbon praf și l-a pus în atmosfera superioară a lui Saturn, apoi s-ar dizolva pur și simplu în toate aceste straturi, coborând rapid până la miezul planetei ", spune Stevenson, care nu a luat parte la studiu.

Lucrări similare au fost făcute în urmă cu câțiva ani de către fizicianul Luca Ghiringhelli de la Institutul Fritz Haber. De asemenea, a fost sceptic cu privire la concluziile lui Baines și Delitsky. În lucrarea sa, el a studiat Neptun și Uranus, care sunt mult mai bogate în carbon decât Saturn și Jupiter, dar nici carbonul lor nu este suficient pentru a forma cristale atom cu atom.

Colegii Baines și Delitsky îi sfătuiesc să-și continue cercetările, completând modelul cu date mai reale și rezultate observaționale.

Raportul despre descoperirea lui Delitsky și Baines () a fost realizat în cadrul unei reuniuni a Diviziei Societății Astronomice Americane pentru Științe Planetare (Divizia AAS pentru Științe Planetare), care are loc la Denver în perioada 6 octombrie - 11 octombrie 2013.

Potrivit celor mai recente cercetări ale a doi oameni de știință planetar, Jupiter și Saturn ar putea de fapt să plouă cu diamante.

Astronomii s-au întrebat de mult dacă presiunile mari din interiorul planetelor gigantice ar putea transforma carbonul în diamant și, deși unii contestă această posibilitate, oamenii de știință americani spun că este posibil.

Conform ultimelor lor presupuneri, în atmosferele superioare ale lui Jupiter și Saturn, fulgerele despart moleculele de metan, eliberând astfel atomi de carbon. Acești atomi se pot ciocni apoi între ei și pot forma particule mai mari de negru de fum, care pot fi detectate de nava spațială Cassini în norii întunecați ai lui Saturn. Pe măsură ce particulele de funingine coboară încet prin straturi de hidrogen gazos și lichid către miezul stâncos al planetei, ele sunt supuse la temperaturi și presiuni din ce în ce mai mari. Funinginea se transformă mai întâi în grafit și apoi în diamante dure. Când temperatura atinge 8000°C, diamantele se topesc în picături lichide de ploaie.

Condițiile din interiorul lui Saturn sunt de așa natură încât regiunea „grindină” de diamant începe la o adâncime de aproximativ 6.000 km în atmosferă și se extinde cu încă 30.000 km adâncime. Saturn poate conține aproximativ 10 milioane de tone de diamante formate în acest fel. Cele mai multe sunt piese cu dimensiuni cuprinse între un milimetru și poate 10 centimetri.

Oamenii de știință planetari au ajuns la concluzia despre stabilitatea diamantelor în adâncurile planetelor gigantice comparând studiile recente ale condițiilor fizice în care carbonul își schimbă structura cu simulări ale schimbărilor de temperatură și presiune cu adâncimea pentru planetele gigantice. Cu toate acestea, mulți oameni de știință contestă această concluzie. Ca contraargument, este dat faptul că metanul constituie o parte foarte mică din atmosferele predominant de hidrogen ale lui Jupiter și Saturn - doar 0,2% și, respectiv, 0,5%. În astfel de sisteme, „termodinamica favorizează amestecurile”. Aceasta înseamnă că, chiar dacă praful de negru de fum reușește să se formeze, pe măsură ce cade în straturi mai adânci, se va dizolva foarte repede.

Când o stea din secvența principală se află în stadiul final al evoluției sale, reacția de transformare a hidrogenului în heliu se oprește în miez, steaua începe să se răcească. Soarta ulterioară a unei stele depinde direct de masa ei...

Titan, cel mai mare satelit al lui Saturn, este cel mai îndepărtat corp ceresc către care un oaspete a zburat de pe Pământ. Această planetă merită un interes special din partea oamenilor de știință, deoarece are o atmosferă complexă și lacuri de hidrocarburi lichide la suprafață și...

Sonda spațială Cassini a surprins prima imagine a unui nor care s-a format recent peste polul sudic al lunii Titan a lui Saturn. Un fenomen atmosferic similar vorbește despre schimbarea anotimpurilor, un articol despre aceasta este postat pe site-ul oficial ...

Trăim pe Pământ și nici măcar nu suntem surprinși când apa începe să picure din cer. Suntem obișnuiți cu norii cumuluși mari, care se formează mai întâi din vapori de apă, apoi se despart, provocând averse asupra noastră.

Pe alte planete ale sistemului solar se formează și nori și sunt ploi. Dar acești nori, de regulă, nu constau deloc din apă. Fiecare planetă are propria sa atmosferă unică, care provoacă vreme la fel de unică.

Ploaie pe Mercur

Mercur, cea mai apropiată planetă de Soare, este o lume cu cratere, fără viață, cu temperaturi în timpul zilei care ating 430 de grade Celsius. Atmosfera lui Mercur este atât de subțire încât este aproape imposibil de detectat. Nu sunt nori sau ploaie pe Mercur.

Materiale conexe:

Cele mai mari planete din sistemul solar

Ploaie pe Venus

Dar Venus, cel mai apropiat vecin al nostru în spațiu, are o acoperire de nori bogată și puternică, care este străpunsă de fulgere în zig-zag. Până când oamenii de știință au văzut suprafața lui Venus, s-au gândit că există o mulțime de locuri umede și mlăștinoase pe ea, complet acoperite cu vegetație. Acum știm că acolo nu există vegetație, dar sunt stânci și se încălzește până la 480 de grade Celsius la prânz.

Sunt adevărate ploi acide pe Venus, deoarece norii lui Venus sunt compuși din acid sulfuric mortal și nu din apă dătătoare de viață. Dar la o temperatură de 480 de grade Celsius, aparent, chiar și o astfel de ploaie este imposibilă. Picăturile de acid sulfuric se evaporă înainte de a ajunge la suprafața lui Venus.

Materiale conexe:

Cum se formează grindina?

Ploaie pe Marte

Marte este a patra planetă din sistemul solar. Oamenii de știință cred că, în vremuri străvechi, Marte s-ar putea să fi fost similar Pământului în ceea ce privește condițiile naturale. În prezent, Marte are o atmosferă foarte rarefiată, iar suprafața sa, judecând după fotografii, este asemănătoare cu deșerturile din sud-vestul Statelor Unite ale Americii. Când iarna se apucă pe Marte, nori subțiri de dioxid de carbon înghețat apar peste câmpiile roșii, iar înghețul acoperă stâncile. Dimineața este ceață în văi, uneori atât de deasă încât pare că este pe cale să plouă.

Cu toate acestea, albiile râurilor care au brăzdat suprafața lui Marte sunt acum uscate. Oamenii de știință cred că apa curgea cu adevărat de-a lungul acestor canale. În urmă cu miliarde de ani, în opinia lor, atmosfera de pe Marte era mai densă, poate că a plouat puternic. Ceea ce rămâne astăzi din această abundență de apă acoperă regiunea polară într-un strat subțire și se acumulează cu moderație în crăpăturile rocilor și în crăpăturile solului.

Materiale conexe:

Cum se formează picăturile când plouă?

Ploaie pe Jupiter

Jupiter - a cincea planetă de la Soare - diferă de Marte în toate. Jupiter este o minge uriașă de gaz care se învârte, alcătuită în principal din hidrogen și heliu. Poate că adânc în interior există un mic nucleu solid acoperit de un ocean de hidrogen lichid.

Jupiter este înconjurat de benzi colorate de nori. Există și nori formați din apă, dar majoritatea norilor lui Jupiter sunt formați din cristale de amoniac solidificate. Pe Jupiter sunt furtuni, chiar uragane puternice și, conform oamenilor de știință, ploi și ninsori din amoniac. Dar acești „fulgi de zăpadă” se topesc și se evaporă înainte de a ajunge la suprafața oceanului de hidrogen.

Se vor îndeplini predicțiile SF, conform cărora roboții grei vor colecta diamante pe Saturn? ..

Expresia „cerul în diamante” poate să nu fie doar o alegorie, spun oamenii de știință. Planetologii Mona Delitsky și Kevin Baines au prezentat argumente că presiunea ridicată din interiorul planetelor gigantice poate transforma carbonul în diamant.

Conform scenariului propus, fulgerele din atmosfera superioară a giganților gazosi descompun moleculele de metan, eliberând carbon, care se adună în particule de funingine. Sonda spațială Cassini a observat astfel de particule în interiorul norilor de tunet ai lui Saturn. Carbonul care se scufundă din ce în ce mai adânc în atmosfera planetei ocolește straturile îngroșate de hidrogen gazos și lichid și se apropie de miezul solid al planetei, fiind supus unei presiuni crescânde. Funinginea se transformă în grafit și apoi în diamant. La o temperatură de aproximativ 8000 ° C, diamantul se topește, formând picături.

Pe Saturn, de la 6.000 km de marginea exterioară a atmosferei și încă 30.000 km în interior, există toate condițiile pentru o „grindină” de diamant, spune Baines. El estimează că ar putea fi aproximativ 10 milioane de tone de diamante formate în acest fel pe Saturn, majoritatea dintre ele nu mai mari de 1 mm în diametru. Cu toate acestea, pot fi găsite și „pietrișuri” adevărate - diamante de până la 10 cm.

Ipotezele oamenilor de știință se bazează pe date experimentale care descriu transformările de fază ale carbonului și modelarea condițiilor din atmosferele giganților gazosi. „Am colectat informații din diverse surse și am ajuns la concluzia că diamantele pot exista în adâncurile atmosferei lui Saturn și Jupiter”, spune Delitsky.

Cu toate acestea, Baynes și Delitsky au adversari care ridică obiecții destul de serioase. Omul de știință planetar David Stevenson spune că termodinamica nu poate fi neglijată în astfel de sisteme. Ponderea metanului în atmosferele lui Saturn și Jupiter, care constau în principal din hidrogen, este foarte mică - 0,2% și, respectiv, 0,5%. Termodinamica sistemelor cu o astfel de diluție, potrivit lui Stevenson, va favoriza dizolvarea. La fel ca câteva cristale de zahăr sau sare într-un pahar cu apă, funinginea se va dizolva în atmosfera planetei, mai degrabă decât să se scufunde până la adâncimea în care se poate transforma într-un diamant.

Fizicianul Luca Ghiringelli, care a modelat procese similare pentru Uranus și Neptun, este, de asemenea, sceptic cu privire la datele prezentate. El a arătat că concentrația de carbon pe aceste planete (apropo, de câteva ori mai bogată în acest element decât Saturn și Jupiter) nu este suficientă pentru a construi un diamant de la zero, atom cu atom. Desigur, apariția unui diamant din fulgi de funingine deja formați nu este deloc același proces, dar Giringelli spune că este oarecum prematur să vorbim despre „ploaia de diamante” pe Saturn.

Ei bine, finanțatorii nu trebuie să-și facă griji încă: în secolele următoare, este puțin probabil ca diamantele extraterestre să doboare piețele noastre terestre.

Expresia „cerul în diamante” poate să nu fie doar o alegorie, spun oamenii de știință. Planetologii Mona Delitsky și Kevin Baines au prezentat argumente că presiunea ridicată din interiorul planetelor gigantice poate transforma carbonul în diamant.

Conform scenariului propus, fulgerele din atmosfera superioară a giganților gazosi descompun moleculele de metan, eliberând carbon, care se adună în particule de funingine. Sonda spațială Cassini a observat astfel de particule în interiorul norilor de tunet ai lui Saturn. Carbonul care se scufundă din ce în ce mai adânc în atmosfera planetei ocolește straturile îngroșate de hidrogen gazos și lichid și se apropie de miezul solid al planetei, fiind supus unei presiuni crescânde. Funinginea se transformă în grafit și apoi în diamant. La o temperatură de aproximativ 8000 ° C, diamantul se topește, formând picături.

Pe Saturn, de la 6.000 km de marginea exterioară a atmosferei și încă 30.000 km în interior, există toate condițiile pentru o „grindină” de diamant, spune Baines. El estimează că ar putea fi aproximativ 10 milioane de tone de diamante formate în acest fel pe Saturn, majoritatea dintre ele nu mai mari de 1 mm în diametru. Cu toate acestea, pot fi găsite și „pietrișuri” adevărate - diamante de până la 10 cm.

Ipotezele oamenilor de știință se bazează pe date experimentale care descriu transformările de fază ale carbonului și modelarea condițiilor din atmosferele giganților gazosi. „Am colectat informații din diverse surse și am ajuns la concluzia că diamantele ar putea exista adânc în atmosferele lui Saturn și Jupiter”, spune Delitsky.

Cu toate acestea, Baynes și Delitsky au adversari care ridică obiecții destul de serioase. Omul de știință planetar David Stevenson spune că termodinamica nu poate fi neglijată în astfel de sisteme. Ponderea metanului în atmosferele lui Saturn și Jupiter, care constau în principal din hidrogen, este foarte mică - 0,2% și, respectiv, 0,5%. Termodinamica sistemelor cu o astfel de diluție, potrivit lui Stevenson, va favoriza dizolvarea. La fel ca câteva cristale de zahăr sau sare într-un pahar cu apă, funinginea se va dizolva în atmosfera planetei, mai degrabă decât să se scufunde până la adâncimea în care se poate transforma într-un diamant.

Fizicianul Luca Ghiringelli, care a modelat procese similare pentru Uranus și Neptun, este, de asemenea, sceptic cu privire la datele prezentate. El a arătat că concentrația de carbon pe aceste planete (apropo, de câteva ori mai bogată în acest element decât Saturn și Jupiter) nu este suficientă pentru a construi un diamant de la zero, atom cu atom. Desigur, apariția unui diamant din fulgi de funingine deja formați nu este deloc același proces, dar Giringelli spune că este oarecum prematur să vorbim despre „ploaia de diamante” pe Saturn.

Ei bine, finanțatorii nu trebuie să-și facă griji încă: în secolele următoare, este puțin probabil ca diamantele extraterestre să doboare piețele noastre terestre.