В 2021 году ученые открыли планету 55 Cancri e, которую назвали алмазной. Астрономы заявили, что на богатой углеродом экзопланете проходят химические реакции, которых ученые ранее не встречали. Авторы даже предложили выделить такие объекты в отдельный класс — алмазные планеты, а 55 Cancri e станет первой в этом списке. «Хайтек» рассказывает подробнее о самых «дорогих» небесных телах.
Высокое давление, жара и много углерода, при таких условиях на планете невозможно жить, но зато отлично образуются алмазы.
Что такое алмазные планеты?
В научном сообществе такие объекты называют не алмазными, а планетами, богатыми углеродом. Авторы выяснили, что объекты, находящиеся за пределами нашей Солнечной системы и богатые углеродом, могут состоять из алмазов.
По данным телескопа TESS и Кеплера, в нашей галактике есть много объектов, которые не похожи на Землю, и на это есть причины. Планеты формируются из пылевого и газового облака, окружающего звезду. Эта субстанция первоначально сформировала саму звезду, а дальше из остатков получилась планета, которая начинает вращаться вокруг нее. Из этого астрономы сделали вывод, что элементы, входящие в состав планет, уникальны для их звезд.
Поэтому если звезда была богата углеродом, то и образовавшаяся планета тоже будет его содержать. А это — одно из основных условий для формирования алмазов.
Земля — тоже алмазная планета, раз на ней есть алмазы?
Не совсем. На Солнце отношение углерода к кислороду не высокое, поэтому на нашей планете есть много силикатов и оксидов, а еще соединение с кислородом и кремнеземом, но алмазов всего 0,001% от всего состава. Значит, алмазы есть, но их совсем немного.
Но на экзопланетах, которые открывают астрономы, отношение углерода к кислороду выше. Соответственно на них больше материала для создания алмазов. Поэтому астрономы делают вывод, что на этих планетах потенциально могут быть алмазы и их в разы больше, чем образовалось на Земле.
Как выглядят алмазные планеты?
На таких планетах в атмосфере будет много смога, также они насыщены углекислым газом. Их поверхность покрыта осадками, похожими на смолу.
Ученые из университета в Чикаго создали модель того, как внутри богатых углеродом планет формируются алмазы. Условия, необходимые для этого: высокая температура и давление. Тогда карбид кремния вступает в реакцию с водой и в итоге образуются алмазы и диоксид кремния.
На каких планетах могут быть алмазы?
- Экзопланета 55 Cancri e
В 2021 году астрономы открыли объект, который назвали 55 Cancri e — это скалистая планета, она в два раза больше Земли и в восемь раз тяжелее. Ее классифицировали как суперземлю. 55 Cancri e вращается вокруг своей звезды всего за 18 часов. В результате температура поверхности достигает 2 148 °C. Такие условия непригодны для жизни, но идеальны для образования алмазов.
- Уран и Нептун
Ученые выдвинули гипотезу о том, если на Уране и Нептуне есть высокое давление, то оно может сжать водород с углеродом: из этого получится алмазный дождь. Недавно, в 2020 году эти идею решили проверить: ученые организовали эксперимент, где повторили, то, что может происходить на ледяных планетах-гигантах. В результате авторы смогли зафиксировать дождь из алмазов.
По словам авторов, это выглядит не как обычный дождь на Земле, так как процесс происходит примерно в 7 000 км от поверхности и при высоком давлении. В таких условиях происходит распад метана на водород и углерод. Дальше водород, так как он более легкий, поднимается в атмосферу, а из углерода формируются алмазы.
- Меркурий
На Конференции по лунным и планетным наукам презентовали исследование, согласно которому на Меркурии может находиться 16 квадриллионов тонн алмазов. Авторы работы провели моделирование, по его итогам они сделали вывод, что поверхность планеты может быть усеяна алмазами.
Чаще всего в природе чистый углерод можно встретить в форме графита Поэтому он потенциально может превратиться в алмазы, если с планетой столкнется метеорит или другое небесное тело. Под такие условия Меркурий подходит, так как он еще в период ранней вселенной подвергся атаке метеоритов, это произошло в период от 4,1 до 3,8 млрд лет назад.
Где могут скрываться остальные алмазы?
Есть и другие, более далекие кандидаты в планеты, богатые алмазами. Например, это объекты, которые находятся вокруг мертвой звезды PSR 1257+12. Три из этих планет примерно размером с Землю: они могли образоваться в результате разрушения богатой углеродом звезды.
Углеродные планеты также могут быть распространены вблизи центра Галактики, звезды содержат больше углерода, чем на спиральных рукавах. Около последних находится наша солнечная система, она расположена примерно в 26 тыс. световых лет от середины галактики.
Потенциально такие объекты можно использовать для добычи полезных ископаемых, но на данный момент исследователи не знают наверняка, что находится на планетах, названных алмазными. Сейчас любые выводы о количестве там драгоценных камней строятся только на косвенных факторах и математических моделях, а не на реальных наблюдениях.
Читать далее:
«Пятый элемент» существует: новый эксперимент подтвердит, что информация материальна
«Джеймс Уэбб» сделал самую четкую фотографию звезды в истории
Квантовая зарядка позволит рекордно быстро заряжать электромобили