Các nhà khoa học Đức tái tạo quá trình hình thành mưa kim cương giống như trên sao Hải Vương và sao Thiên Vương ở quy mô nhỏ hơn trong phòng thí nghiệm, theo International Business Times. Kết quả nghiên cứu được công bố hôm qua trên tạp chí Nature Astronomy.
Carbon và hydro bị nén chặt ở áp suất cực cao trong lòng sao Hải Vương và Thiên Vương, kết quả là carbon trở thành kim cương cứng. Các nhà khoa học ước tính những viên kim cương này nặng hàng triệu carat hay hàng trăm kilogram.
Kim cương hình thành bên trong lõi các hành tinh như sao Hải Vương và sao Thiên Vương. (Ảnh: NASA).
"Trước đây, các nhà nghiên cứu chỉ có thể giả định kim cương được tạo ra", Dominik Kraus, tác giả chính của nghiên cứu tại phòng thí nghiệm Helmholtz Zentrum Dresden-Rossendorf, cho biết. "Khi tôi trông thấy kết quả của thí nghiệm mới nhất này, đó là một trong những khoảnh khắc tuyệt vời nhất trong sự nghiệp khoa học của tôi".
Nhóm nghiên cứu sử dụng thiết bị Linac Coherent Light Source ở Phòng thí nghiệm gia tốc quốc gia SLAC để truyền sóng xung kích vào mẫu vật polystyrene. Polystyrene là bản sao mô phỏng hoàn hảo của những nguyên tố tồn tại ở lõi băng của các hành tinh bởi nó được tạo thành từ nhiều chuỗi carbon và hydro.
Dưới các đợt sóng xung kích, gần như mọi nguyên tử trong mẫu vật chuyển thành kim cương cỡ nano. Đây chỉ là một thí nghiệm ở quy mô thu nhỏ so với quá trình xảy ra trên các hành tinh. Các nhà nghiên cứu cho rằng kim cương hình thành bên trong sao Hải Vương và sao Thiên Vương có kích thước lớn hơn rất nhiều lần. Dựa theo khối lượng và thành phần cấu tạo của hai hành tinh, chúng có thể cho ra đời những viên kim cương nặng trên 200kg.
Nghiên cứu đánh dấu lần đầu tiên các nhà khoa học có thể quan sát kim cương hình thành theo thời gian thực. Nghiên cứu trước đó cũng mô phỏng sự tạo thành kim cương trong điều kiện tương tự nhưng không thể quan sát quá trình. Máy laser bắn electron tự do chụp bằng tia X ở phòng thí nghiệm cho phép các nhà nghiên cứu ghi lại những gì xảy ra ở mẫu vật theo thời gian lên tới một phần triệu tỷ giây.
Trên thực tế, các nhà khoa học tin rằng kim cương có thể hình thành… mưa bên trong các hành tinh này.
Mưa kim cương trên sao Hải Vương và sao Thiên Vương thực tế đóng vai trò quan trọng trong sự cân bằng năng lượng bên trong của các hành tinh xa xôi này. Kim cương mới hình thành sẽ chìm xuống, tạo ra nhiệt khi chúng từ từ cọ xát với vật liệu dày đặc xung quanh.
Nghiên cứu mới còn có thể giúp chúng ta hiểu hơn về các hành tinh này, cũng như các thế giới tương tự được tìm thấy ngoài Hệ Mặt trời. Những kỹ thuật được sử dụng trong nghiên cứu sẽ có thể tiến xa hơn. Nó có thể được sử dụng để nghiên cứu, bắt chước những gì có thể tìm thấy ở các ngôi sao nhỏ hoặc trong các lò phản ứng tổng hợp hạt nhân. Nghiên cứu các tính chất như vậy rất quan trọng sẽ giúp chúng ta nắm vững các phương pháp nhất định đối với phản ứng tổng hợp mà hiện tại còn thiếu hiểu biết rõ ràng.