Những cơn mưa kim cương trên băng khổng lồ

Giới khoa học gia lâu nay vẫn cho rằng một số hành tinh trong hệ mặt trời, cụ thể là nhóm băng khổng lồ như Thiên Vương tinh và Hải Vương tinh, đang che giấu những lớp kim cương bên dưới tầng khí quyển dày đặc gồm hỗn hợp khí hydrogen và helium.

tin liên quan

Thiên hà có thể chứa đến 100 tỉ chòm sao lùn nâu

Science Daily ngày 9.7 đưa tin nghiên cứu mới của nhóm các nhà thiên văn học quốc tế của Đại học Lisbon và Đại học St.Andrews cho biết thiên hà có thể chứa đến 100 tỉ chòm sao lùn nâu (brown dwarf).

Đây là giả thuyết được dựa trên những đặc điểm vô cùng khắc nghiệt trên hành tinh thứ 7 tính từ mặt trời, theo đó áp suất khủng khiếp và nhiệt độ dao động cực mạnh ở các tầng của khí quyển có thể tác động lên hydrogen và carbon, tạo nên những cơn mưa kim cương rơi xuống bề mặt và chìm sâu vào phần lõi bên trong. Thế nhưng, trước giờ giới khoa học vẫn chưa thu thập được chứng cứ ủng hộ giả thuyết đó, với nguyên nhân chủ yếu là không có tàu du hành nào được cử tiếp cận hành tinh xanh biếc. Đồng thời, việc tái dựng điều kiện trên Thiên Vương tinh vẫn chưa thực hiện được do giới hạn của công nghệ.

Cho đến mới đây, một đội ngũ chuyên gia quốc tế đã tìm cách mô phỏng lại tình trạng nhiệt độ và áp suất trên hành tinh, nhờ vào cỗ máy tạo chùm tia laser cực mạnh của phòng thí nghiệm quốc gia của Mỹ. Trong báo cáo đăng trên chuyên san Nature Astrophysics, họ đã tạo dựng khí quyển đặc biệt của Thiên Vương tinh trong Phòng thí nghiệm gia tốc hạt SLAC của Đại học Stanford (Mỹ).

“Trước đó, các nhà nghiên cứu chỉ có thể đưa ra giả thuyết về mưa kim cương”, theo trưởng nhóm Dominik Kraus, nhà vật lý học thuộc Trung tâm nghiên cứu Helmholtz Dresden-Rossendorf ở Đức. Nhiều nhà khoa học đã thất bại vì không tạo ra được mức áp suất ấn tượng gần lõi của hành tinh. Những thiên thể như Thiên Vương tinh và Hải Vương tinh gấp lần lượt 17 và 15 lần trọng lượng của trái đất, và các đại dương của chúng bị nghiền ép dưới mức áp suất gấp hàng triệu lần so với áp suất không khí ở mặt nước biển của địa cầu.

Để có thể tái dựng được áp suất vô lý trên, tiến sĩ Kraus và đồng sự đã sử dụng hai loại laser, quang học và tia X, nhằm sản sinh sóng xung kích. Những sóng xung kích này được dẫn dắt xuyên qua một khối polystyrene (làm từ hỗn hợp hydrogen và carbon), như tình trạng trên các hành tinh băng khổng lồ.

Trưởng nhóm Kraus giải thích lượt sóng thứ nhất nhỏ và chậm hơn bị nhấn chìm bởi đợt sóng thứ hai mạnh hơn, tạo ra áp suất như ý là 150 gigapascal và khi được đun nóng hơn 4.700oC, tương tự môi trường bên dưới bề mặt hành tinh khoảng 10.000 km, kim cương bắt đầu hình thành. Toàn bộ quá trình tạo mưa đá quý chỉ diễn ra chưa đến một phần của giây, còn kim cương cũng không lớn hơn 1 nanomét, nhưng tiến sĩ Kraus và đồng sự cho rằng kim cương trên Thiên Vương tinh và Hải Vương tinh phải lớn hơn nhiều, đến hàng triệu carat.