На Сатурні і Юпітері йдуть алмазні дощі

Якщо людина коли-небудь добереться до найбільших планет Сонячної системи - Юпітера і Сатурна, то на власні очі зможе побачити "небо в алмазах". Згідно з останніми дослідженнями планетологов, на газових гігантах йдуть алмазні дощі.

Дослідники інопланетних світів давно задаються питанням: чи може високий тиск всередині гігантських планет перетворювати вуглець в алмази ? Палеонтологи Мона Делітскі (Mona Delitsky) з каліфорнійської компанії Specialty Engineering і Кевін Бейнс ( Kevin Baines ) З університету Вісконсіна в Медісоні підтвердили давні припущення своїх колег.

Відповідно до моделі, побудованої за спостереженнями астрофізиків, коли розряд блискавки з'являється у верхніх шарах атмосфери газових гігантів і зачіпає молекули метану, то вивільняються атоми вуглецю. Ці атоми в великій кількості з'єднуються один з одним, після чого починають тривалу подорож до кам'яного ядра планети. Ці "збіговиська" атомів вуглецю є досить масивні частинки, тобто по суті представляють собою сажу. Найімовірніше, саме їх побачив апарат "Кассіні" в складі темних хмар Сатурна .

Частинки сажі повільно спускаються до центру планети, минаючи послідовно всі шари її атмосфери. Чим далі вони проходять крізь шари газоподібного і рідкого водню до ядра, тим більший тиск і нагрівання відчувають. Поступово сажа стискається до стану графіту , А потім перетворюється в ультраплотние алмази. Але на цьому випробування не закінчуються, інопланетні дорогоцінні камені нагріваються до температури 8 тисяч градусів за Цельсієм (тобто досягають температури плавлення) і падають на поверхню ядра у вигляді рідких алмазних крапель.

"Всередині Сатурна спостерігаються сприятливі умови для граду з алмазів. Найбільш сприятлива зона знаходиться на відрізку, починаючи з глибини в шість тисяч кілометрів і закінчуючи глибиною в 30 тисяч кілометрів. За нашими розрахунками Сатурн може містити до 10 мільйонів тонн цих дорогоцінних каменів, при цьому більшість з них не більше міліметра в діаметрі, але є і зразки діаметром близько 10 сантиметрів ", - говорить Бейнс.

У зв'язку з новим відкриттям планетологи запропонували цікаву ідею: на Сатурн можна відправити робота, який буде збирати краплі "дорогоцінного" дощу. Цікаво, що це дослідження є своєрідним повторення сюжету науково-фантастичної книги "Інопланетні моря" (Alien Seas), згідно з яким в 2469 році на Сатурні будуть збирати алмази для будівництва корпусу видобувного судна, яке відправиться до ядра планети і буде збирати гелій-3 , Необхідний для створення термоядерного палива.

Думка приваблива, але вчені попереджають: алмази варто залишити на Сатурні, щоб запобігти фінансовій хаос на Землі.

Делітскі і Бейнс зробили висновок, що алмази будуть залишатися стабільними всередині гігантських планет. До такого висновку вони прийшли в результаті порівняльного аналізу останніх астрофізичних досліджень. Ці роботи експериментально підтвердили конкретні температури і рівень тиску, при яких вуглець приймає різні аллотропние модифікації , Такі як твердий алмаз. Для цього вчені моделювали умови (перш за все температуру і тиск) в різних шарах атмосфер гігантських планет.

"Ми зібрали результати декількох досліджень і прийшли до висновку, що алмази дійсно можуть падати з небес Юпітера і Сатурна", - стверджує Делітскі.

Необхідно враховувати, що до тих пір, поки якесь відкриття не підтвердиться результатами спостережень або експериментів, воно так і залишиться на рівні гіпотези. Поки моделі формування алмазних крапель на газових гігантах ніщо не суперечить. Однак колеги Бейнса і Делітскі висловили свої сумніви про правдоподібність описаної нині моделі.

Так, Девід Стівенсон ( David Stevenson ), Планетолог з Каліфорнійського технологічного інституту, стверджує, що Бейнс і Делітскі невірно використовували в своїх розрахунках закони термодинаміки.

"Метан складає дуже малу частку водневої атмосфери Юпітера і Сатурна - 0,2% і 0,5% відповідно. Думаю, там відбувається процес, схожий на розчинення у воді солі і цукру при високих температурах. Навіть якби ви безпосередньо створили вуглецеву пил і помістили її в верхні шари атмосфери Сатурна, то вона б просто розчинилася в усіх цих шарах, стрімко опускаючись до ядра планети ", - стверджує Стівенсон, який не брав участі в дослідженні.

Схожої роботою займався кілька років тому фізик Лука Гірінгеллі ( Luca Ghiringhelli ) З Інституту імені Фріца Габера. До висновків Бейнса і Делітскі він також поставився скептично. У своїй роботі він досліджував Нептун і Уран, які набагато багатші вуглецем, ніж Сатурн і Юпітер, але навіть їх вуглецю недостатньо для формування кристалів атом за атомом.

Колеги Бейнса і Делітскі радять їм продовжити своє дослідження, доповнивши модель великою кількістю реальних даних і результатами спостережень.

Доповідь про відкриття Делітскі і Бейнса ( PDF-документ ) Пролунав на засіданні Відділення Американського астрономічного товариства в області планетарних наук ( AAS Division for Planetary Sciences ), Яке проходить в Денвері з 6 по 11 жовтня 2013 року.

Також по темі:
В дощах на Сатурні звинуватили його кільця
Космічне багатство: вчені знайшли алмаз удвічі більшу за Землю
Астрономи відкрили алмазну планету в п'ять разів більшу за Землю
У гігантської метеоритної воронці знайдені алмази
Виявлена ​​екзопланета, на якій йде силікатний сніг