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海王星上演“钻石奇景”:碳粒变身宝石,落地却碎成粉末?

   时间:2025-09-29 13:39:47 来源:快讯编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

当人类还在为钻石的稀缺性争论不休时,宇宙深处却上演着一场超乎想象的"宝石雨"。科学家通过计算机模拟与实验室实验证实,海王星等气态巨行星的大气层中,正以每年数百万吨的规模下着钻石雨。这些来自异星世界的"天价降水",却在抵达行星表面前就碎成粉末,形成宇宙中最奢侈也最脆弱的奇观。

德国马普研究所的激光实验室里,科研团队用高能脉冲激光轰击聚乙烯样本,瞬间制造出数百万个大气压的极端环境。在持续千分之一秒的极端条件下,塑料中的碳元素以每秒数公里的速度重组,形成了直径仅3纳米的钻石微粒。这项发表于《自然·天文学》的研究,首次在实验室中复现了气态巨行星内部的钻石形成过程。

行星科学家揭示,在海王星和土星等冰巨星的大气层中,甲烷分子在闪电的高温下分解为碳原子。这些碳原子在向行星内部坠落的过程中,承受着逐渐增强的压力和温度。当压力达到百万大气级、温度突破3000℃时,碳原子开始排列成钻石的晶体结构。这个过程如同宇宙级的"炼金术",将天然气的主要成分转化为地球上最昂贵的物质之一。

但这场钻石盛宴注定是短暂的。根据麻省理工学院的流体动力学模型,新形成的钻石微粒在坠落过程中会经历剧烈的相变。当它们穿透行星的液态金属氢层时,温度骤升至5000℃以上,钻石开始汽化。而在海王星较冷的表层,钻石微粒虽能保持固态,却会因高速撞击固态氨冰层而粉碎,形成覆盖整个行星的钻石尘埃层。

实验室数据显示,这些异星钻石的硬度远低于地球钻石。在极端压力变化下,钻石晶体的解理面会迅速扩展,导致材料在撞击瞬间解体。这种特性与地球上的纳米钻石类似——当颗粒尺寸小于100纳米时,钻石的硬度会下降90%,变得像玻璃一样易碎。

更令人惊叹的是,这种钻石形成机制可能普遍存在于银河系。天文学家通过光谱分析发现,至少有5颗系外行星的大气成分与海王星相似,其内部可能同样下着钻石雨。这些"钻石星球"的质量普遍是地球的10倍以上,核心压力可达地球大气压的1000万倍。

尽管宇宙中钻石储量惊人,人类却永远无法开采这些天价宝藏。海王星表面的极端环境——零下218℃的低温与数百万大气压的压力,远超现有探测器的承受极限。即便能突破技术壁垒,钻石微粒也会在脱离高压环境后迅速汽化,如同昙花一现的宇宙焰火。

这场持续数十亿年的钻石雨,彻底颠覆了人类对珍贵资源的认知。在距离地球43亿公里的海王星上,每秒钟都有数吨钻石化为尘埃,而地球上的钻石商却仍在为每克拉的价格争论不休。这种反差恰如宇宙对人类认知的幽默调侃——最珍贵的物质,可能在某个角落正以最廉价的方式存在着。

 
 
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