我們罕見的鑽石,土星或者木星上也會存在嗎?

2020-12-06 天文在線

本文參加百家號 #科學了不起# 天文航天系列徵文賽。

「在一條河流的船上拍攝你自己…」然後在木星和土星的大氣層深處形成液態形態的氫和氦的河流。你可能不會找到女孩萬花筒般的眼睛,但你會很容易找到鑽石。根據研究表示,在我們太陽系巨大的行星中,可能存在這樣豐富的鑽石搖曳在太空中。

圖解:哈伯太空望遠鏡的WFC3相機於2014年所拍攝到木星的真實色彩影像,可清楚看見木星南半球的大紅斑

由加州帕薩迪納市加利福尼亞特殊工程學院的行星科學家莫娜戴麗特斯基和威斯康星大學麥迪遜分校的凱文貝恩斯彙編的數據,與出版的木星和土星氣壓溫度圖相結合。這些圖表,被稱為「絕熱層」,能夠讓研究人員探索出鑽石內部能夠穩定的狀態。它們同時允許在較低的水平進行計算—在溫度和氣壓都很集中的地區鑽石會變成液體。想像一下鑽石雨了…或者單純是鑽石的河流。

圖源:universe today

這些土星和木星內部絕熱材料通過新的方程式得到了改進。通過衝擊波技術的使用,桑迪亞實驗室和勞倫斯利弗莫尓國家實驗室的科研人員對各種狀態下的碳進行了界定。從這些結果發現,你會對鑽石產生的事件鏈感到驚奇。根據戴麗特斯基和貝恩斯的研究,碳可以通過雷擊後的菸灰或者石墨產生。由於閃電在土星的許多巨大電子風暴中很正常,這就解釋了這些基本的碳會下降到一個較低的大氣水平時被壓縮成固體鑽石。這些碳會更多地下降到行星的核心最終被「壓力烹煮」到液體的形態。

圖解:土星上常見的巨大電子風暴,閃電經常形成於這些巨大風暴中,以至於碳的產生

儘管至少三十年來,天王星和海王星的中心存在鑽石的觀點被人們熟知,但行星科學家們對包括木星和土星還十分猶豫,他們得出的結論是要麼太冷或太熱,要麼不適合生產固體鑽石。

就像是木星和土星的核心溫度更高,天王星和海王星的溫度更低去維持鑽石的液體狀態。但是,幸好根據數據,研究人員相信在土星深處可能會存在大量的鑽石以至於它們可以被稱為「鑽石堡」!

這是我們夢想有天開採的東西嗎?打個賭。在一本名為《外星的海洋》書中(施普格林2013,註:是世界著名的科技期刊、圖書出版公司),貝恩斯和戴麗特斯基專門貢獻了一章節為這顆環狀行星,章節名稱叫《土星的海洋》。在這裡,兩位科學家闡明了最新的、精準的數據,而且編造了一個關於機器人帶著採礦任務深入土星內部的故事。幽靈般的機器人手通過迷霧伸了出去,收集到了大塊的鑽石準備返回地球。因為這個信息,理論學家戴麗特斯基和貝恩斯表明「鑽石只會在天王星和海王星上存在,永遠不會存在於木星和土星」。

圖源:universe today

而我依然守望在天空中的露西小行星探測器。

土星是距離太陽第六遠的行星,也是太陽系中僅次於木星的第二大行星。它是一顆平均半徑是地球九倍的氣體巨星。它只有地球平均密度的八分之一;但是,由於它體積更大,土星的質量是地球的95倍。土星是以羅馬的財富和農業之神命名的;它的天文符號是神的鐮刀。

相關知識延伸閱讀

木星是離太陽第五遠的行星,也是太陽系中最大的行星。它是一顆巨大的氣體巨星質量只有太陽的千分之一,但是是太陽系其他所有行星質量總和的2.5倍。木星自古以來就被人們知道。它是以羅馬神朱庇特的名字命名而來。

圖解:這是航海家1號太空船於1979年2月25日距離木星920萬千米(570萬英裡)飛掠過木星時拍攝的影像。大紅班下方白色的橢圓正是直徑大約與地球相同的風暴

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. STARCluster- universetoday

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