編者按:科學家將碳化矽和水放入鑽石砧室中,用雷射模擬行星形成環境,結果得到了鑽石和二氧化矽。這個實驗說明,在極端環境下,宇宙中可以形成整個星球都是鑽石的行星,此類行星碳氧比較高,不過很難維持生命,開採更加困難。
宇宙印象|頭條獨家 深度科普欄目第1616期
系外行星的發現數量越來越多,我們對太陽系之外的行星世界開始有了新的認識,我們知道在太陽系之外,還有其他類型的行星,比如短周期熱木行星,這是太陽系內所沒有的,還有超級地球行星,比地球大數倍,可用的陸地面積更大,房價就不會那麼高了。但是還有一些行星,就比較特別了,這就科學家發現的一種由二氧化矽甚至鑽石構成的系外行星,整個行星都是鑽石,富含碳元素,在極端的條件下,這種行星理論上可以形成的。


行星的含碳量與恆星有關,比如一顆恆星的碳氧比很高,那麼其周圍行星也應該如此,畢竟行星是恆星形成之後的邊角料,恆星是什麼樣,那麼行星也是什麼樣兒。當太陽系形成時,形成太陽的物質與形成地球的物質是一致的,都在同一片物質雲中形成,成分相似。由於太陽的碳氧比都較低,因此地球上也是如此。地球上的矽酸鹽和氧化物含量比較高,那麼鑽石這樣的物質含量就比較低,這也是天然鑽石為什麼比較值錢的原因。
宇宙中也有另一類恆星系統,其碳氧比較高,恆星周圍的系外行星也有著比較高的碳氧比。但是這些系外行星上並非由大量矽酸鹽和氧化物組成,而是充滿了金剛石、鑽石。地球上的鑽石含量僅為總量的0.001%,而碳氧比高的行星上鑽石含量就非常可觀了。

為了模擬鑽石行星形成的過程,科學家將碳化矽和水放入鑽石砧室中,用雷射模擬行星形成的高溫高壓環境,當雷射加熱樣品時,可釋放出X射線,同時水和碳化矽反應,形成了鑽石和二氧化矽。這個實驗說明當一個以碳化矽為主的地幔,一旦有了水之後就會形成以矽和金剛石為主的地幔,同時還會形成甲烷和氫氣,這些都是有利於生命的要素。進一步分析認為,當恆星的碳氧比大於0.8的時候,行星的礦物主要由碳化物構成,那麼這顆行星理論上是充滿了鑽石的。


如果將水輸送到碳化物行星上,比如彗星撞擊此類行星的表面,局部產生高壓和高溫可引發連鎖反應,這顆行星的地幔也會發生變化,形成金剛石和二氧化矽。這說明如果一個文明需要大量的鑽石、金剛石,可以找到這樣的行星,將彗星上的水撞擊其表面,就會在地幔中得到大量的鑽石。而彗星在宇宙中也是比比皆是,不需要外力的幹預,也會發生彗星撞擊行星的現象。
產生鑽石的化學反應會先從地幔開始,然後逐漸擴展到行星的表面,最終整個表面被二氧化矽覆蓋。在比較深的地方,鑽石和二氧化碳一起構成了地幔物質。至於生命是否能夠在這樣的行星上生存,答案是不能的,因為沒有板塊和地質活動,行星很難維持生命。同時,此類行星即便有大氣環境,對生命而言也是不利的,只不過是一種極端環境下產生的天體,讓我們明白,原來宇宙中也有充滿鑽石的星球。宇宙印象為今日頭條獨家,其他均為假冒,轉載均為非法。