Американские ученые: на Уране и Нептуне возможны алмазные моря

Айсберги из алмаза, плавающие по поверхности "алмазных" морей, вполне могут существовать в глубинах некоторых планет-гигантов. Такой вывод сделала на основании результатов новых экспериментов группа физиков из нескольких университетов США, и Ливерморской национальной лаборатории. Детали исследования изложены в журнале Nature Physics.

Алмаз нельзя превратить напрямую в жидкость простым нагревом (даже без доступа воздуха, чтобы не сгорел), необходимо также прикладывать огромное давление, причем делать это надо очень быстро, иначе алмаз сначала обращается в графит, а тот уже тает. И хотя прямое "сжижение" алмаза было уже осуществлено несколько лет назад в лаборатории Сандия, точного значения температуры перехода измерить не удалось, пишет Membrana.

Между тем уточнение формы кривых на диаграмме фазовых состояний углерода при больших значениях давления и температуры важно для понимания процессов, идущих в недрах газовых гигантов, а именно – на Уране и Нептуне. Именно там, по оценкам американских ученых, могут существовать весьма необычные углеродные океаны. Такой вывод был сделан после того, как физики подробно изучили смену фазовых состояний углерода и впервые уточнили температуру плавления алмаза.

В ходе экспериментов небольшие природные алмазы (по 0,5 мм в поперечнике и 0,1 карата веса) подвергали действию ударных волн, возникающих в толще материала при облучении высокоинтенсивным лазером (он обрушивал на образцы 3 килоджоуля энергии за 1 наносекунду). Так удалось измерить параметры и описать поведение кристаллического и жидкого углерода при давлении вплоть до 40 миллионов атмосфер и температурах более 50 тысяч кельвинов.

Опыты в частности показали, что после шокового расплавления образцов при последующем падении давления ниже 6-11 миллионов атмосфер крошечные кристаллы алмаза начали появляться из жидкости. И это, мол, говорит о том, что в глубинах газовых гигантов алмазы вполне могут существовать в стабильном состоянии.

Однако самое удивительное открытие заключалось в том, что в данных условиях алмаз превращается в жидкость более плотную, чем сам кристалл, кстати, – металлическую. То есть при больших давлениях алмаз ведет себя подобно воде: его "лед" менее плотный, чем жидкая фаза. Это значит, что на поверхности слоев жидкого углерода, где-то на чудовищных глубинах в Нептуне и Уране, могут плавать алмазные айсберги. Авторы работы полагают, что металлический углеродный океан у этих планет, с его мощными течениями, может быть ответственен за сильное несовпадение магнитных полей и осей вращения данных планет.