Американские и китайские ученые в ходе эксперимента воспроизвели условия внутри Урана и Нептуна. Исследователям удалось наблюдать превращение углеводородов в углеродные кристаллы, что доказывает существование в недрах газовых гигантов алмазных дождей. Статья астрофизиков опубликована в журнале Nature Astromomy.
Эксперимент был проведен в Национальной ускорительной лаборатории SLAC в США с использованием 3,2-километрового линейного ускорителя — источника синхротронного рентгеновского излучения. Высокое давление, необходимое для кристаллизации, было достигнуто с помощью двух лазеров — высокоэнергетического и рентгеновского на свободных электронах.
Двумя лазерными пучками одновременно облучали микроскопический слой полистирола (состоит из атомов водорода и углерода), находящийся между двух наноразмерных алюминиевых пластин. Импульс с изменяющейся интенсивностью пучка длился 10 наносекунд. В результате в образце возникли ударные волны, которые провоцировали образование алмазов из углерода. За их формированием исследователи проследили с помощью дифракционного рентгеновского детектора.
По словам ученых, эксперимент позволил смоделировать почти идеальные условия в недрах (10 тысяч километров под внешним слоем) газовых гигантов, где давление достигает 150 гигапаскаль (ГПа), а температура — около пяти тысяч градусов Цельсия. На Уране и Нептуне имеются углеводороды, которые, опускаясь в нижние слои, расщепляются на водород и углерод. Атомы последнего формируют кристаллы, превращаясь в алмазный дождь.