باران الماس رایج‌تر از چیزی است که تصور می‌شد
دانشمندان ضمن شناسایی راه تازه‌ای برای تولید الماس، دریافتند که باران الماس در سیارات غول‌پیکر یخی رایج‌تر از چیزی است که پیش از این تصور می‌شد.
آزمایش‌های جدید انجام شده در آزمایشگاه‌های روی زمین، حاکی از آن است که در سیارات غول‌پیکر یخی مانند نپتون و اورانوس، به معنای واقعی کلمه از آسمان الماس می‌بارد.
اگرچه تحقیقات قبلی نشان داده بود که در باران و تگرگ موجود در اتمسفر سیاره‌های غول‌پیکر، از جمله زحل، ممکن است الماس هم وجود داشته باشد، اما یک همکاری بین‌المللی تازه بیان می‌کند که بارش الماس می‌تواند در سراسر کهکشان رایج باشد.
پژوهشگرانی از آلمان، فرانسه و آمریکا آزمایش‌های انجام شده‌ی قبلی را با استفاده از ماده‌ی جدیدی که ساختار شیمیایی آن شباهت بیشتری به مواد موجود در غول‌های یخی دارد، دنبال کردند.
این ماده‌ی مرموز چیز عجیبی هم نیست، بلکه نوعی از پلاستیک پلی‌اتیلن ترفتالات (PET) است که معمولا در بطری‌های خریداری شده از فروشگاه‌ها استفاده می‌شود. در حقیقت این ترکیب شیمیایی شبیه‌تر به شرایط سیاره‌های غول‌پیکر یخی، با افزودن سطوح مشخصی از اکسیژن به این پلاستیک تولید شد.
طرح‌واره (شماتیک) آزمایش انجام شده برای شبیه‌سازی شرایط سیارات یخی غول‌پیکر و تولید نانوالماس از پلاستیک
Credit: HZDR / Blaurock
دانشمندان با استفاده از پلاستیک به‌عنوان پایه‌ای برای شبیه‌سازی شیمی اتمسفر یک غول یخی، آن را با لیزر هدف قرار دادند تا فشارهای شدید جوی موجود در چنین سیاراتی را ایجاد و نتایج را بررسی کنند.
«دومینیک کراوس» (Dominik Kraus) فیزیکدان دانشگاه روستوک آلمان درباره‌ی این نتایج گفت: «اثر افزودن اکسیژن، باعث سرعت بخشیدن به شکافت کربن و هیدروژن و در نتیجه ایجاد شرایط بهتر برای تشکیل نانوالماس شد. با این کار اتم‌های کربن می‌توانند راحت‌تر با هم ترکیب شوند و الماس را تشکیل دهند.»
اما در سیاره‌های یخی غول‌پیکر شرایط حتی از این هم جالب‌تر است. محیط واقعی این سیارات اکسیژن بیشتری نسبت به آزمایش انجام شده دارد و اکسیژن بیشتر به معنای الماس بیشتر است.
نتایج مطالعه‌ی این تیم تحقیقاتی که شامل پژوهشگرانی از دانشگاه اکول پلی‌تکنیک فرانسه و با همکاری آزمایشگاه ملی شتاب‌دهنده اسلاک در آمریکا بود، روز جمعه در نشریه‌ی «ساینس ادونسز» (Science Advances) به چاپ رسید.
به گفته‌ی دانشمندان، الماس‌های تولید شده در شرایط نپتون یا اورانوس می‌توانند میلیون‌ها قیراط وزن داشته باشند. این در حالی است که رکورد پرجرم‌ترین الماس روی زمین کمی بیش از ۳۱۰۰ قیراط است. حتی احتمال داده می‌شود که یک لایه‌ی ضخیم از الماس در جایی بالاتر از هسته‌ی این سیارات وجود داشته باشد.
ابزار آزمایش «ماده در شرایط شدید» در شتاب‌دهنده‌ی اسلاک
Credit: Olivier Bonin/SLAC National Accelerator Laboratory
تا زمانی که بتوان در سیاره‌های دیگر به جست‌وجو و کاوش الماس پرداخت، هنوز زمان زیادی باقی مانده است. اما این تحقیق از سوی دیگر، روش تازه‌ای را برای تولید «نانوالماس» (Nanodiamond) ارائه می‌دهد.
هرچند این جواهرات ریز، امروزه در پوشش‌های خاصی هم استفاده می‌شوند اما مهم‌تر از آن می‌توانند کاربردهایی در حسگرها و فناوری انرژی تجدیدپذیر داشته باشند.
«بنجامین اوفوری-اوکای» (Benjamin Ofori-Okai) دانشمند همکار شتاب‌دهنده‌ی اسلاک درباره‌ی کاربرد این یافته گفت: «در حال حاضر نانوالماس‌ها با محبوس کردن یک دسته کربن یا الماس و منفجر کردن آن‌ها با مواد منفجره ساخته می‌شوند. اما تولید با روش لیزری می‌تواند یک راه تمیزتر و کنترل‌شده‌تر باشد.»
محققان اکنون در حال برنامه‌ریزی برای انجام آزمایش‌های بیشتری با تغییر ساختار شیمیایی ماده‌ی هدف هستند تا تصویر دقیق‌تری از روند شکل‌گیری باران الماس و فرآیندهایی که می‌توانند جواهرات را از یک اتمسفر رقیق یا غلیظ تولید کنند، به‌دست آورند.
عکس کاور: طرحی گرافیکی از شکل‌گیری الماس در سیاره‌های یخی غول‌پیکر
Credit: Greg Stewart/SLAC National Accelerator Laboratory
