在钻石砧室中,将两颗宝石品质的单晶钻石成形为砧,然后彼此面对。(图片由Dan Shim提供,亚利桑那州立大学提供)。
在适当的情况下,一些富含碳的系外行星可以由钻石和二氧化硅制成。
在《行星科学杂志》上发表的一项研究中,来自亚利桑那州立大学和芝加哥大学的研究人员说,恒星和行星形成时,它们是在同一气体云中形成的,因此它们的整体组成是相似的。具有较低碳氧比的恒星将拥有像地球一样的行星,其中包含的硅酸盐和氧化物的金刚石含量非常少。实际上,地球的钻石含量仅为0.001%。
但是,碳氧比比地球太阳高的恒星周围的系外行星更有可能富含碳。因此,亚利桑那州立大学和芝加哥大学的科学家假设,如果存在宇宙中丰富的水,从而形成富含钻石的成分,那么这些富含碳的系外行星就可以转化为钻石和硅酸盐。
为了检验他们的假设,研究小组需要使用高温和高压模拟碳化物系行星的内部。为此,他们使用了高压金刚石砧室。
首先,他们将碳化硅浸入水中并将钻石之间的样品压缩至非常高的压力。然后,为了监测碳化硅与水之间的反应,他们在伊利诺伊州的阿贡国家实验室进行了激光加热,并在激光在高压下加热样品的同时进行了X射线测量。
正如他们所预测的那样,在高温和高压下,碳化硅与水发生反应,变成金刚石和二氧化硅。
尽管这些发现可能引起钻石矿工的兴趣,但不利的一面是,富含碳的行星可能不具备维持人类生命所需的特性。
该研究的主要作者哈里森·艾伦-萨特(Harrison Allen-Sutter)在媒体声明中说:“无论是否适宜居住,这都是帮助我们了解和表征不断增加和改进的系外行星观测的又一步骤。”
“我们学得越多,我们就越能更好地解释来自詹姆斯·韦伯太空望远镜和南希·格雷斯·罗马太空望远镜等未来任务的新数据,以了解我们太阳系以外的世界。”
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