Nové experimenty, simulace a vesmírná pozorování ukazují, že diamantový déšť není jen sci-fi představa, ale pravděpodobná realita dvou nejméně probádaných planet Sluneční soustavy.
Diamantový déšť už není hypotéza, ale seriózní vědecký model
Už v 80. letech astronomové spekulovali, že extrémní tlak uvnitř ledových obrů může způsobit přeměnu uhlíku na diamanty.
Tehdy to byla jen představa. Dnes máme:
laboratorní experimenty, které tento proces napodobily,
počítačové simulace, které naznačují vznik diamantových bouří,
nové poznatky z Voyageru 2 a teoretických modelů vnitřních struktur planet.
Nejde tedy o poetický obraz — ale o fyzikální jev s reálným dopadem na energetiku a dynamiku planet.
Co se děje hluboko v nitru ledových obrů
Atmosféra, která mate oči
Na povrchu vidíme klidné modré odstíny, ale jde jen o tenkou slupku. Pod ní se skrývá:
vodík a helium,
metan, který dodává barvu,
vrstvy „horkého ledu“ — podivné fáze vody, které existují jen při extrémních tlacích,
a hluboko dole zóna uhlíku, která může tvořit diamanty.
Teplota: tisíce stupňů.
Tlak: milionkrát vyšší než na Zemi.
ČTĚTE TAKÉ: Horké Jupitery: planety, které se doslova vypařují před očima astronomů
--
Jak se rodí diamantový déšť
Vědci popisují proces takto:
Molekuly metanu se pod tlakem rozpadají.
Uvolněný uhlík se reorganizuje do pevnějších struktur.
Při určité kombinaci tlaku a teploty se uhlík přeskupí do diamantové mřížky.
Tyto diamanty „zmrští“, ztěžknou — a začnou padat dolů jako krystalický déšť.
Laboratorní experimenty (SLAC National Accelerator Laboratory, 2017 a 2022) tento proces přímo reprodukovaly pomocí laserů a extrémního tlaku.
Diamanty, které mění počasí planet
Nejde jen o kuriozitu. Diamantový déšť může ovlivňovat:
teplotní rovnováhu planety,
magnetické pole,
pohyby v nitru,
chemickou strukturu atmosféry.
Uran a Neptun mají nejpodivnější magnetická pole ve Sluneční soustavě — a diamantová vrstva v nitru může být jedním z důvodů.
Nové poznatky mění naše chápání planet
Ledoví obři jsou dosud nejméně probádané planety Sluneční soustavy. A přitom jsou šablonou pro stovky exoplanet, které teleskopy objevují kolem jiných hvězd.
Poznání diamantových procesů může vysvětlit:
proč mají některé exoplanety nečekaně vysokou hustotu,
jak fungují atmosféry „mini-Neptunů“,
jaké podmínky mohou existovat na planetách, které se nepodobají Zemi.
Co se odehrává na Uranu a Neptunu, je klíčem k pochopení celých galaktických populací planet.
ČTĚTE TAKÉ: Planety, které nikdy nepoznají noc: extrémní světlo a stín ve vesmíru
--
Věda mezi experimentem, simulací a daty Voyageru
Kombinace tří větví výzkumu dává dnešnímu modelu pevné základy:
1) Laboratorní experimenty
Pomocí rentgenových laserů se vědcům podařilo vytvořit „diamantové bouře“ v miniaturním měřítku. Uhlík se skutečně reorganizoval do diamantových struktur.
2) Pokročilé simulace
AI modely a kvantová chemie dnes umí simulovat změny v nitru planet s nevídanou přesností.
3) Data z Voyageru 2
Jedna jediná sonda, která kolem planet proletěla v 80. letech, poskytla informace o atmosférách, magnetických polích a teplotě.Nové modely tato data přepočítaly podle dnešních poznatků.
Co je ještě sporné: jak hluboko diamanty padají — a zda se mohou hromadit
Existují otázky, které věda zatím neumí rozhodnout:
Padají diamanty až do jader, nebo se rozpouštějí v hlubších vrstvách?
Tvoří „diamantové oceány“?
Jaký mají vliv na magnetické anomálie Uranu?
Kolik uhlíku se v nitru planet skutečně nachází?
Nové mise — pokud se někdy uskuteční — mohou změnit celý náš obraz ledových obrů.
ČTĚTE TAKÉ: Planeta, která neměla existovat: astronomové našli svět, jenž odporuje zákonům fyziky
--
Planety, kde padají drahokamy, skrývají víc než krásu
Uran a Neptun jsou důkazem, že vesmír umí překvapit i tam, kde se zdá být vše klidné a monotónní. Pod jejich povrchem se odehrává svět, kde uhlík krystalizuje v bouřích, které nikdy neuvidíme — a které mohou ovlivnit celé planetární systémy.
Zdroje
Kraus, D. et al. “Formation of Diamonds in Laser-Compressed Hydrocarbons.” Nature Astronomy, 2017.
Falk, K. et al. “Extreme States of Matter in Ice Giant Planets.” Physical Review Letters, 2021.
Helled, R., Guillot, T. “Interiors of Uranus and Neptune.” Space Science Reviews, 2018.
SLAC National Accelerator Laboratory Reports, 2022.
NASA Jet Propulsion Laboratory: Uranus & Neptune data archives.