最新研究预计:银河系内或有一些钻石行星

科学
最新研究预计:银河系内或有一些钻石行星
麻省理工科技评论 2020-09-25

2020-09-25

钻石恒久远,一颗永流传。如果 “一颗” 后面,接续的是行星——由钻石构成的行星,那将是多么诱人哦。
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钻石恒久远,一颗永流传。如果 “一颗” 后面,接续的是行星——由钻石构成的行星,那将是多么诱人哦。

钻石恒久远,一颗永流传。如果 “一颗” 后面,接续的是行星——由钻石构成的行星,那将是多么诱人哦。

美国亚利桑那州立大学的科研人员通过研究认为,宇宙中存在这类“钻石行星”。相关研究发表于 9 月 14 日发表在《行星科学期刊》(The Planetary Science Journal)上。

最新研究预计:银河系内或有一些钻石行星

图 | 钻石行星假想图(来源:Shim/ASU/Vecteezy)

一般来说,行星的构成物质都是由其所在星系在形成之初的物质所决定。一个星系在恒星形成后,剩余物质便会随时间推移,逐渐形成星系内的行星,也就是说,行星的构成物质与其所在星系内的恒星的构成物质间存在关联。在太阳系外,很可能有一些行星与太阳系内的行星构造完全不同,比如有的行星可能就完全由钻石和少量二氧化硅构成。

就刚才所提到的这种 “钻石行星” 而言,虽然与其有关的说法最初源于一颗距地球约 41 光年的行星“55 Cancrie”,该行星所在星系的恒星曾被认为主要由碳构成。但后来天文学家发现,该恒星的成分中或许并没有那么多碳,以供 55 Cancrie 成为一颗钻石行星。

尽管如此,天文学家还是相信,银河系中有约 12% 到 15% 的星系内有 “富含碳” 的恒星,钻石行星存在的概率也因此变得“不可忽略”。

在最新研究中,美国亚利桑那州立大学的科研人员通过实验室内,在高压环境下加热碳化硅,对钻石行星的可能形成过程进行了研究,并证明了其可能的形成方法确实可行。

研究主要验证了 “富含碳化物和一些其它物质的行星在特殊环境下演变为钻石行星” 的假设,具体来说,研究主要探究的是碳化硅是否能在有水氧化和高温高压的情况下,使自身的碳变为钻石。

研究所进行的实验主要借助了一种名为 “钻石压砧(diamond anvil cell)” 的设备,其核心部分由两个对齐的金刚石构成,能通过不断压缩两个金刚石间的距离,对置于其间的样本施以极大的压力。

在实验中,研究人员首先将碳化硅样本置于水中(以进行氧化),然后将样本用钻石压砧以 50 吉帕的压力(约为海平面大气压的 50 万倍)进行挤压,最后用激光对样本进行加热。

实验总共进行了 18 次,而结果则是与 “碳化硅在氧化后再经历高压高温会变为钻石” 的猜想相符。根据论文,碳化硅能在被氧化后,在经历 50 吉帕的高压和大约 2226 摄氏度的高温后变为金刚石。这就意味着,一颗富含碳化硅的行星在类似条件下或能变为以钻石和二氧化硅为主的行星。

论文作者,亚利桑那州立大学的地球物理学家 Harrison Allen-Sutter 说:“钻石行星的内部构造难以由地质活动造成,而研究各种奇特行星的可能形成方式,将帮助我们更好地了解系外行星的演变历程,并能对系外观测设备(如詹姆斯 · 韦伯太空望远镜)所传回的数据进行更全面的解读。”

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