地球的鑽石含量只有0.001%,我想去宇宙中的鑽石行星開採!

2021-01-09 騰訊網

地球的鑽石含量只有0.001%，我想去宇宙中的鑽石行星開採！隨著像哈勃太空望遠鏡、苔絲號衛星和克卜勒望遠鏡這樣的太空任務，繼續提供對系外行星屬性的洞察（圍繞其他恆星的行星），科學家們越來越有能力拼湊出這些行星的樣子，它們的組成，以及它們是否可以居住，甚至可以居住。在最新發表在《行星科學》期刊上的一項新研究中，來自亞利桑那州立大學(ASU)和芝加哥大學的一組研究人員確定，如果條件合適，一些富含碳的系外行星可能是由鑽石和矽石組成。

亞利桑那州立大學地球與太空探索學院的主要作者哈裡森·艾倫-薩特(Harrison Allen-Sutter)說：這些系外行星與我們太陽系中的任何行星都不一樣。鑽石系外行星形成，當恆星和行星形成時，它們來自相同的氣體雲，因此它們的主體成分是相似。碳氧比較低的恆星將擁有類似地球的行星，這些行星由矽酸鹽和氧化物組成，鑽石含量非常低（地球的鑽石含量約為0.001%）。

但是，恆星周圍碳氧比高於太陽的系外行星更有可能是富碳的。艾倫-薩特和亞利桑那州立大學的艾米麗·加哈特(Emily Garhart)、庫爾特·萊南韋伯(Kurt Leinenweber)和丹·希姆(Dan Shim)以及芝加哥大學的維塔利·普拉卡彭卡(Vitali Prakapenka)和埃蘭·格林伯格(Eran Greenberg)假設：如果存在水，這些富含碳的系外行星可以轉化為鑽石和矽酸鹽，從而產生富含鑽石的成分。

為了驗證這一假設，研究小組需要使用高熱和高壓來模擬碳化物系外行星的內部。為了做到這一點，他們在合著者Shim的地球和行星材料實驗室使用了高壓鑽石砧筒。首先將碳化矽浸入水中，並將鑽石之間的樣品壓縮到非常高的壓力。然後，為了監測碳化矽和水之間的反應，研究人員在阿貢國家實驗室進行了雷射加熱，在雷射高壓加熱樣品的同時進行X射線測量。正如預測的那樣，在高溫和高壓下，碳化矽與水反應，變成了鑽石和二氧化矽。

宜居性

到目前為止，還沒有在其他行星上發現生命，但搜索工作仍在繼續。行星科學家和天體生物學家正在太空和地球上使用尖端的儀器，尋找在恆星周圍可能存在生命的具有正確屬性和正確位置的行星。然而，對於這項研究的重點所在的富碳行星來說，它們很可能不具備生命所需的屬性。雖然地球在地質上是活躍的(一個指標是宜居性)，但這項研究的結果表明，富含碳的行星太難進行地質活動，這種缺乏地質活動可能會使大氣成分變得不適合居住。

大氣對生命至關重要，因為它為我們提供了呼吸的空氣，保護生物免受太空惡劣環境的傷害，甚至為我們提供液態水的壓力。不管是否宜居，這是幫助我們理解和描述我們對系外行星不斷增加和改進觀測的又一步，了解得越多，我們就能更好地解讀即將到來未來探索任務的新數據，如詹姆斯·韋伯太空望遠鏡和南希·格蕾絲·羅馬太空望遠鏡，以了解我們太陽系以外的世界。

博科園｜研究/來自：亞利桑那州立大學

參考期刊《行星科學》

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