Ученые воспроизвели в лаборатории условия, которые наблюдаются в недрах Юпитера и Сатурна, и поместили в них алмаз. Они надеются, что опыты помогут разобраться со внутренним устройством газовых гигантов, богатых углеродом.
Результаты исследования, проведенного американскими специалистами из Национального комплекса лазерных термоядерных реакций, опубликованы в свежем выпуске журнала Nature.
Считается, что в глубине планет, которые по размерам сопоставимы с Нептуном или превосходят его, могут активно зарождаться алмазы. Им дает начало метан, конденсирующийся под высоким давлением. Поскольку большая часть планет во Вселенной относится именно к классу газовых гигантов, ученым особенно важно знать, что же происходит с веществом в их недрах.
Авторы статьи решили выяснить это, проведя эксперимент с миллиметровым фрагментом алмаза, который облучался 176 лазерами мощностью 0,76 мегаджоулей. Опыт протекал в алюминиевой сфере диаметром 10 метров. Специалистам приходилось следить, чтобы лазеры, создавая повышенное давление, при этом не перегрели бы алмаз до слишком больших температур.
В итоге исследователям удалось «сжать» алмазный фрагмент до рекордных 5 терапаскалей, что эквивалентно 50 миллионам атмосфер. Примерно такое давление наблюдается в центре Сатурна – оно в 14 раз превосходит давление в центре нашей планеты. Авторы статьи следили за изменениями в кристаллической решетке алмаза, пытаясь понять, насколько хорошо они соответствуют теоретическим уравнениям.
Исследователи надеются, что результаты эксперимента помогут поставить точку в дискуссии о происхождении Сатурна. Согласно одной из гипотез, начало этой планете положило твердое ядро, по массе превосходящее Землю в 10 раз. Благодаря гравитации ядра вокруг него постепенно наросла газовая оболочка. По другой версии, Сатурну не предшествовало никакой «заготовки» - его породила гравитационная нестабильность исходного водородного облака.
