據國外媒體(ti) 報道，在海王星和天王星的太空深處，可能正在下著鑽石雨。目前，科學家已經提出最新實驗證據，證實鑽石雨是如何實現的。

　　有一種假說認為(wei) ，海王星和天王星表麵之下數千公裏處的高溫和高壓環境會(hui) 使碳氫化合物分裂，碳將壓縮為(wei) 鑽石，並向行星內(nei) 核更深處下沉。

　　最新實驗使用美國斯坦福國家加速器實驗室的直線加速器相幹光源（LCLS）X射線激光，對這種“鑽石雨”過程如何發生進行精確測量，並發現碳會(hui) 直接轉變成水晶鑽石。

　　等離子體(ti) 物理學家邁克·鄧恩解釋稱，這項研究提供了關(guan) 於(yu) 一種非常難以模擬計算的數據：兩(liang) 種元素“溶混性”或者它們(men) 在混合時如何結合，我們(men) 觀察到了兩(liang) 種成分是如何分離的，就像沙拉醬再次分離為(wei) 油和醋一樣。

　　海王星和天王星是太陽係中最不為(wei) 人知的行星，它們(men) 的距離非常遙遠，令人望而卻步，迄今隻有太空探測器“旅行者2號”曾接近它們(men) ，而且僅(jin) 是短暫時間飛越，不是執行長期任務。

　　事實上，類似海王星和天王星這樣的冰巨星在銀河係中非常普遍，依據美國宇航局觀測數據，銀河係內(nei) 此類冰巨星比類木星多10倍。

　　因此，理解太陽係的冰巨星對於(yu) 分析行星在星係中如何進化演變至關(guan) 重要，為(wei) 了更好地理解它們(men) ，我們(men) 需要知道在寧靜的藍色外殼之下究竟發生了什麽(me) 。

　　我們(men) 知道海王星和天王星的大氣主要是由氫和氦組成，還有少量甲烷，在這些大氣層之下，一種由水、甲烷和氨等“冰物質”構成的超熱、超密度流體(ti) 包裹在行星內(nei) 核周圍。

　　幾十年前的計算實驗表明，在足夠的壓力溫度條件下，甲烷可以分解成鑽石，這表明在這種高溫、致密物質中可以形成鑽石。

　　之前德國物理學家多米尼克·克勞斯在美國斯坦福直線加速器中心進行實驗，使用X射線衍射證實該實驗結論。目前，克勞斯和同事將他們(men) 的研究向前推進了一步。

　　克勞斯說：“我們(men) 現在擁有一個(ge) 基於(yu) X射線衍射的非常有前景的新方法，我們(men) 的實驗提供了重要模型參數，在此之前的實驗中存在諸多不確定性，隨著近年我們(men) 發現的係外行星越來越多，這一點就變得不重要了。”

　　在實驗室複製巨行星內(nei) 部結構是一項挑戰，研究人員需要一些精密設備，例如：直線加速器相幹光源，同時，還需要一種物質來複製巨行星內(nei) 部，為(wei) 此，研究小組使用碳氫聚苯乙烯（C8H8）代替甲烷（CH4）。

　　實驗第一步是對材料進行加熱加壓，從(cong) 而複製海王星地下1萬(wan) 公裏處的內(nei) 部環境：光學激光脈衝(chong) 在碳氫聚苯乙烯中產(chan) 生衝(chong) 擊波，使材料加熱至大約4727攝氏度，從(cong) 而形成強大壓力。

　　克勞斯說：“我們(men) 在實驗室製造了15萬(wan) 兆帕的壓力，這相當於(yu) 將250頭非洲大象的重量放置在拇指甲上產(chan) 生的壓力。”

　　在之前的實驗中，我們(men) 使用X射線衍射來探測材料，這對晶體(ti) 結構的材料非常有效，但對非晶體(ti) 分子就不那麽(me) 有效，所以形成的圖像並不完整。目前，在最新實驗中，研究小組使用了另一種方法，能夠測量X射線是如何散射聚苯乙烯中的電子。

　　這不僅(jin) 能讓他們(men) 觀察到碳轉化為(wei) 鑽石的過程，還能觀察到樣本的其他部分發生了什麽(me) ——它分裂成氫，幾乎沒有剩餘(yu) 的碳。

　　克勞斯說：“目前在冰巨星的實例中，我們(men) 知道碳在分離時幾乎完全形成了鑽石，而且沒有流體(ti) 過渡的形式。”

　　這是非常重要的，因為(wei) 海王星存在一些非常奇特的現象，它的內(nei) 部溫度遠高於(yu) 應有溫度，事實上它釋放的能量是吸收太陽能量的2.6倍。

　　如果是鑽石，它將比周圍的物質密度更大，這些鑽石以微粒形式像雨點一樣降落至行星內(nei) 部，它們(men) 可能釋放重力能量，將其轉化為(wei) 鑽石和周邊物質摩擦產(chan) 生的熱量。

　　這項實驗表明，我們(men) 不需要另一種解釋，至少現在還不需要，同時，該研究證實一種可以“探測”太陽係其他行星內(nei) 部結構的方法。

　　克勞斯說：“這項技術幫助我們(men) 完成有趣的實驗過程，否則我們(men) 很難發現巨行星的內(nei) 部結構機製。例如：我們(men) 能夠洞察木星、土星這樣氣態巨行星內(nei) 部的氫和氦，它們(men) 如何在極端條件下混合和分離。這是研究行星和行星係進化史的一種新方法，同時也為(wei) 未來研究聚變產(chan) 生能量提供實驗依據。”目前，這項最新研究報告發表在近期出版的《自然通訊》雜誌上。

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