天啊,这些星星上的雨和海都是钻石

长久以来,上层的化学反应凝聚的碳一直流向这颗行星的中心。在那里,碳聚集起来,在数百万大气压的压力作用下结晶定型。

因而那儿——是自然界与人类开的一个大玩笑——埋藏着对人类非常珍贵的东西。

阿瑟 · 克拉克《2010 太空救援》

超著名的科幻作家阿瑟 · 克拉克 18 年前的这一构想,在浩瀚的宇宙中有了现实的映射。

在那些星星上,有钻石。

看一场钻石雨

静默深空中散发着洋蓝色光芒的天王星与海王星,在它们看似神秘幽静的表象下,是极其强烈的风暴涌动,以及地球生物难以想象的奇妙景色,钻石雨。

它们的大气与地球完全不同,底部十分紧密与炽热,15% 都是甲烷,强闪电会把甲烷变成煤灰形态的碳,沉降的过程中随着气压增加再固化成石墨,最后在高温高压的作用下变成一颗颗「钻石雨滴」。

海王星和天王星是介于地球和巨行星(指木星和土星)之间的的中等大小行星,一起被归为类木行星的一个子类:冰巨星,这个名字可以显示出那里有多冷,天王星是太阳系温度最低的行星(原来最低的冥王星已不再是行星了)。

低温源于它们距离太阳非常遥远,其星球内部热量的来源至今仍是未知的,只有几种猜测,包括行星内核的放射热源,行星生成时吸积盘塌缩能量的散热,还有重力波对平流圈界面的扰动等。

因为内部核心的超高压,及从大气层低温到近内核高温的温度变化,天王星和海王星的星球核心除了大量的冰之外,还可能附着着一层坚固的钻石。

几十年后婚庆公司的广告词或将变成:爱她,就带她去看钻石雨。

波涛涌动的钻石海洋

过去三十年间,科学家们一向认为只有海王星与天王星上会有钻石雨,而大气中甲烷含量分别只有 0.5% 和 0.2% 的木星与土星很难形成钻石结晶。

可根据 2013 年 NASA 喷气推进实验室成员、美国威斯康星大学麦迪逊分校的 Kevin Baines 和来自加州特种工程研究所 Mona Delitsky 的最新研究,木星和土星上具备了钻石形成的条件:基础元素和大气温压,巨型闪电雷暴,以及极可能是甲烷分子分解成煤灰状碳颗粒的红外观测区域。

Baines 认为与「冰巨星」不同的是,木星和土星核心具有超高温,这意味着: 在这两个行星的深处,应该有稳定的钻石;而且在海拔低于钻石稳定态的区域,压力和温度非常高,能将钻石融化,会形成一片液态碳组成的钻石海洋。

我们现在知道,固体钻石所承受的最高限温是 8000°K,如果高出这个温度,钻石就会融化。

而且,对于土星和木星内部的压力和温度分布,我们也能够测量得更加准确了,这两个情况结合在一起,首次向我们表明:固体钻石可能存在于两颗行星大范围的纵向区域中。

科学家还进行过模拟测试,把一粒 1/10 卡的钻石用激光以高压轰击,在 4000 万倍零海拔压力的作用下,成功使钻石变成液态。当压力降至大气层压力的 1100 万倍,温度降低至 50000℃,固体成块的钻石便开始形成。奇妙的是,当温度降至形成固态钻石的状态下,固态钻石并未沉下去,而是漂浮在液态钻石的顶层,就像是钻石冰山一样。

这意味着木星和土星内核巨大的流动的钻石海洋上,可能还漂浮着或大或小的钻石冰山,在气态行星表面高速呼啸的飓风中以我们难以想象的影像存在着。

一整颗钻石的星球

在距离地球 50 光年的地方,存在着一颗超级大钻石:BPM 37093,位于半人马座的白矮星。

它的核心存在着一颗 1 x 100000…(一共有 34 个 0) 克拉的钻石,其直径达 4000 公里。

这颗星星还有个别名叫做「露西」,是天文学家根据披头士的《天空中那是戴着钻石的露西》命名的。露西内部密度很高,结晶化形成的碳晶体结构的密度比地球上的钻石高百万倍,可谓是一种紧密的超级钻石。

白矮星是什么?就是由「太阳」那样的恒星燃烧尽了所有的核燃料死亡后形成的星星,死亡的恒星温度降低,加上内部强大的压强使上面的碳结晶。

比如已变成白矮星的奥特曼母恒星(大雾)

50 亿年之后,我们的太阳也会蜕变成一颗白矮星,再过 20 亿年,人类今日生存的太阳系中心将只剩一颗超级大钻石。

失去了灼热的光,无法孕育生命,亦无人去顾及这颗「钻石」的珍贵价值。

不过彼时,我们这种脆弱渺小的碳基生物,应该早已化为宇宙的尘埃历经万万千千次轮回了吧。

Morning Rocks

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页面更新:2024-02-28

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