天王星可能充满巨大的钻石

当受到其他星球上生命压力（和温度）的影响时，即使是我们熟悉的物质也会变得非常奇怪。冰巨星的钻石雨就是一个例子。科学家们一直认为，像海王星和天王星这样的大行星——它们包含相对较小的岩石核心，被一层由水、氨和甲烷冰组成的地幔覆盖，周围有厚厚的大气层——会下由钻石组成的雨。现在，研究人员已经在实验室中合成了这一过程，展示了这种情况是如何发生的。

“此前，研究人员只能假设钻石已经形成，”亥姆霍兹德累斯顿-罗森多夫中心的科学家、该研究成果的主要作者多米尼克·克劳斯在一份声明中表示。“当我看到这项最新实验的结果时，这是我科学生涯中最美好的时刻之一。”

尽管冰巨星有这样的名字，但实际上它们的温度非常高。当然，由于行星与太阳的距离，上层大气的温度在零下数百华氏度。但当你接近核心时，巨大的压力会挤压内部，使温度升高数千度。从理论上讲，这些温和的温度和巨大的压力可以使氢和碳在大气外层表面以下约 5,000 英里处形成钻石雨。

为了复制这一过程，科学家必须制造一些（非常）热和（非常）重的条件。他们使用强激光将一对重叠的冲击波发射到聚苯乙烯中——聚苯乙烯是一种由氢和碳制成的塑料，可以模拟甲烷化合物的行为。冲击波产生了短暂的压力和热量，与冰巨星内部的日常生活相当。

“实验时间非常短，”克劳斯告诉《卫报》 。“我们看到如此清晰的钻石特征，这确实非常非常令人惊讶。”

事实上，地球上最强大的 X 射线源——直线加速器相干光源 (LCLS)（SLAC 的 X 射线自由电子激光器）——需要 50 飞秒长的脉冲才能捕捉到塑料碳原子分离并结合形成几纳米宽的钻石的瞬间。（一纳米是十亿分之一米，一飞秒是千万亿分之一秒。）

虽然这次实验室实验产生的宝石非常小，但研究人员认为，海王星和天王星上更稳定的环境可能会产生更大的岩石。这些钻石可能需要数千年才能长到重达数百万克拉，然后慢慢地沉入地核，穿过大气层和地幔，就像大雨一样，这比我们自己的倾盆大雨都要逊色。可惜没有人在那里切割和抛光它们。

事实上，冰巨星的气态和泥浆状外层非常厚，以至于我们最好的探测器也无法真正弄清内部深处发生了什么。像这样的实验虽然不如对行星本身的观察那么具有说服力，但有助于科学家了解这些神秘世界的内部运作。