Apakah Hujan Berlian Di Neptunus Dan Uranus?

"Berlian adalah selamanya, " adalah pepatah umum yang menyinggung nilai ekstrim berlian, yang merupakan salah satu zat paling langka yang secara alami ditemukan di bumi. Berlian juga merupakan salah satu zat yang paling bernilai di bumi, sebagian karena kemunculannya yang langka dan sebagian karena banyak aplikasi yang dimiliki mineral tersebut. Menjadi zat yang paling sulit terjadi secara alami di bumi, berlian adalah komponen penting dalam pembuatan objek pengeboran. Mempertimbangkan berlian bernilai tinggi, hampir tidak terpikirkan bahwa pada Uranus dan Neptunus, berlian tidak jarang sama sekali karena hujan dari awan. Sementara skenario seperti itu terdengar seperti naskah dari film fiksi ilmiah, para ilmuwan telah mengkonfirmasi bahwa berlian memang jatuh dari langit di kedua planet. Sebuah laporan baru-baru ini yang diterbitkan di Nature Astrophysics menyatakan bahwa para peneliti di SLAC National Accelerator Laboratory dapat membentuk berlian mikroskopis dari selembar plastik, setelah menciptakan kembali kondisi ekstrem yang ditemukan dalam mantel dua raksasa es.

Percobaan

Sementara sifat aneh (atau luar biasa) ruang telah dipelajari selama bertahun-tahun, teori hujan berlian di Neptunus dan Uranus telah mempolarisasi di antara para astrofisika, dengan beberapa ilmuwan mendiskreditkan teori tersebut. Para pendukung teori belum menghasilkan fakta yang meyakinkan. Semua percobaan yang dilakukan untuk mendukung teori tidak menghasilkan hasil yang diperlukan, karena para peneliti tidak dapat menciptakan kembali kondisi ekstrim yang ada di mantel Uranus dan Neptunus yang diperlukan untuk pembentukan berlian, di mana suhu mencapai 5.000 kelvin sementara tekanan melebihi 700 gigapascal. Itu sampai baru-baru ini ketika para peneliti di SLAC National Accelerator Laboratory mampu mereplikasi tekanan ekstrim dan suhu raksasa es menggunakan laser optik bertenaga tinggi, serta laser elektron bebas x-ray untuk mengirim pulsa x-ray. dengan kecepatan sangat cepat melalui bentuk plastik, polystyrene. Polystyrene adalah hidrokarbon yang terdiri dari atom hidrogen dan karbon dan memiliki struktur yang sangat mirip dengan gas metana yang ada di planet es raksasa. Para peneliti sangat senang melihat berlian mikroskopis terbentuk setelah mengirimkan gelombang kejut x-ray pertama dan kedua melalui polystyrene. Para peneliti menggunakan Linac Coherent Light Source untuk memancarkan pulsa x-ray ultrafast yang berlangsung kurang dari satu nanosecond (mereka bertahan selama femtosecond) dan sangat penting dalam merekam proses yang terjadi dalam durasi yang sama pendeknya. Studi ini kemudian diterbitkan dalam edisi jurnal Nature Astrophysics dan membuat dunia astrofisika menjadi hiruk-pikuk.

Kondisi Di Uranus Dan Neptunus

Uranus dan Neptunus keduanya diklasifikasikan sebagai raksasa es dan bukan raksasa gas seperti yang diperkirakan semula. Kedua planet adalah satu-satunya dua raksasa es di Tata Surya dan karenanya sangat mirip dalam ukuran, penampilan, dan komposisi. Uranus adalah planet terbesar ketiga di Tata Surya sementara Neptunus adalah planet terbesar keempat Tata Surya. Karena sebagian besar terdiri dari gas, kedua planet ini juga termasuk planet yang paling padat di Tata Surya. Kedua planet berwarna biru, dengan Neptunus memiliki warna biru lebih gelap dari Uranus. Atmosfer kedua planet ini sangat tebal; membentang 17, 2 mil di Uranus dan 12, 2 mil di Neptunus, dan keduanya memiliki komposisi yang sama; terdiri dari gas hidrogen, metana, dan helium. Mantel di kedua raksasa es terdiri dari es termasuk metana, air, dan amonia. Kondisi pada dua planet terletak di ekstrem dan meningkatkan intensitas lebih dekat ke inti. Di Neptunus, tekanan atmosfer di bawah awan yang lebih rendah diperkirakan sebanyak sepuluh gigapascal dan meningkat menjadi sekitar 700 gigapascal di inti planet dengan suhu setinggi 5.400 K.

Tekanan yang dialami inti Uranus diperkirakan sebanyak 800 gigapascal sedangkan suhu diyakini sebanyak 5.000 K. Para ilmuwan percaya bahwa kondisi pada mantel kedua planet itu ideal untuk pemecahan metana, memisahkan atom hidrogen dari karbon. atom dan akhirnya, pembentukan intan yang menghujani inti planet.

Studi Pertama

Keberadaan berlian di planet es raksasa Tata Surya pertama kali disarankan oleh Marvin Ross, seorang sarjana terkenal yang pada tahun 1981 menulis sebuah makalah berjudul, "Lapisan es di Uranus dan Neptunus - berlian di langit?" Dalam buku itu, dia menyatakan bahwa bagian dalam dari dua raksasa es itu terdiri dari sejumlah besar berlian. Marvin Ross berpendapat bahwa tekanan atmosfer yang sangat besar hadir di bagian dalam planet, dikombinasikan dengan suhu ekstrem yang melepaskan atom karbon dari atom hidrogen, yang mengarah pada pembentukan berlian. Marvin mendasarkan argumennya pada percobaan yang melibatkan gas metana dalam prosedur kompresi gelombang kejut. Eksperimen berikutnya lainnya yang dilakukan oleh ilmuwan terkenal lainnya seperti Sandro Scandolo menegaskan bahwa pada tekanan besar, gas metana dapat diubah menjadi hidrokarbon, dengan tekanan yang disetel setidaknya 300 gigapascal. Para ilmuwan di University of California Berkeley yang menggunakan sel landasan berlian mampu mencapai hasil pada suhu 2500 kelvin dan tekanan 50 gigapascal.

Temperatur dan tekanan ekstrem ini setara dengan kondisi di bawah awan di Neptunus. Para ilmuwan di Laboratorium Geofisika melakukan percobaan lain di mana mereka mampu mengacaukan komposisi kimia metana pada suhu 2000 kelvin dan tekanan 7 gigapascal. Namun, semua percobaan gagal menghasilkan pembentukan berlian karena teknologi yang ada membatasi tingkat tekanan dan suhu yang dicapai, mencegah para ilmuwan dari menciptakan kembali kondisi yang ada di interior dua planet raksasa es. Namun, beberapa ilmuwan skeptis terhadap teori yang mengklaim keberadaan berlian di Uranus dan Neptunus, yang menyatakan bahwa keberadaan hidrogen dan air yang bercampur dengan gas metana di atmosfer planet-planet akan membahayakan reaksi kimia. Lainnya menyatakan bahwa konsentrasi karbon dalam dua raksasa es tidak cukup tinggi untuk memungkinkan pembentukan berlian, terlepas dari jumlah tekanan atau suhu yang diberikan pada gas.