Kim cương có thể đang rơi như mưa trên nhiều hành tinh
Mưa kim cương, hiện tượng thường xuyên diễn ra trên hành tinh như Sao Hải Vương và Sao Thiên Vương, có thể phổ biến hơn chúng ta từng nghĩ.
Nghiên cứu mới cho thấy ngưỡng nhiệt độ và áp suất cần thiết để tạo kim cương thấp hơn so với suy nghĩ trước đây. Ảnh: European XFEL.
Trên những hành tinh băng khổng lồ như Sao Thiên Vương và Hải Vương, điều kiện nhiệt độ và áp suất cực cao sâu trong khí quyển khiến các phân tử carbon liên kết thành tinh thể.
Dưới điều kiện này, các hydrocacbon như methane bị phân tách, giải phóng các nguyên tử carbon. Những nguyên tử này sau đó liên kết với nhau, hình thành nên những hạt kim cương rắn chắc.
Dựa trên các thí nghiệm mô phỏng quá trình hình thành kim cương trong phòng thí nghiệm, nghiên cứu mới cho thấy ngưỡng nhiệt độ và áp suất cần thiết để tạo kim cương thấp hơn so với suy nghĩ trước đây. Điều này mở ra khả năng mưa kim cương xảy ra trên các hành tinh khí nhỏ hơn (được gọi là sao Hải Vương mini, tồn tại nhiều bên ngoài Hệ Mặt Trời).
"Khám phá này không chỉ mở rộng hiểu biết về các hành tinh băng giá trong Hệ Mặt Trời, mà còn giúp chúng ta hiểu rõ hơn về các ngoại hành tinh tương tự ngoài kia", nhà vật lý Siegfried Glenzer từ Phòng thí nghiệm Gia tốc Quốc gia SLAC chia sẻ.
Theo đó, nhóm nghiên cứu đã sử dụng tia laser X-FEL công suất lớn để theo dõi quá trình hình thành kim cương từ các hợp chất hydrocarbon chịu áp suất siêu cao.
Thiết lập đặc biệt này cho phép họ quan sát kỹ lưỡng hơn so với các thí nghiệm trước, hé lộ một điều bất ngờ: Áp suất và nhiệt độ cần thiết cho mưa kim cương có thể không cần cao đến mức từng nghĩ.
Điều này đồng nghĩa với việc trên các hành tinh, kim cương có thể hình thành ở độ sâu nông hơn dự kiến.
Khi những viên kim cương nhỏ li ti này rơi xuống, chúng sẽ kéo theo khí và băng, tác động trực tiếp đến từ trường của hành tinh theo cách mà chúng ta chưa từng nghĩ tới. Như vậy, những phát hiện này cũng có thể giải thích một số bí ẩn về từ trường của Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương.
Từ trường của các hành tinh băng giá này không đối xứng như Trái Đất, gợi ý chúng không hình thành từ lõi hành tinh. Mưa kim cương, với vai trò tác động đến các dòng chảy bên trong, có thể là mảnh ghép giải mã bí ẩn này.
"Nghiên cứu sắp tới sẽ đào sâu hơn vào vai trò của mưa kim cương trong việc tạo ra từ trường", nhà vật lý Mungo Frost từ SLAC nhấn mạnh.
