L’univers est plus étrange que vous ne pouvez l’imaginer, et dans les profondeurs de l’espace, il existe des exoplanètes sauvages et étranges – des planètes avec rivières de lave rougeoyantes, ou des planètes soumises à des forces gravitationnelles si fortes qu'elles sont en forme de ballon de football. On peut ajouter à cette liste une autre classe de planètes étranges, celles sur lesquelles il pleut des diamants.
On pense que l’effet de pluie de diamant se produit au plus profond des géantes de glace comme Uranus et Neptune. recréé dans un laboratoire ici sur Terre en 2017. Aujourd’hui, les chercheurs ont découvert que cet effet n’est pas seulement un hasard rare, mais qu’il pourrait être plus courant qu’on ne le pensait auparavant.
Le groupe international de chercheurs travaillant avec le Laboratoire national des accélérateurs du SLAC a précédemment créé l’effet de pluie de diamants en plaçant l’hydrogène et le carbone sous des pressions extrêmement élevées. Mais dans cette nouvelle recherche, ils ont voulu rendre les conditions plus réalistes par rapport à ce que l'intérieur de ressemblerait à une planète géante de glace en incluant également d'autres éléments qui seraient présents, tels que oxygène.
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Pour simuler ce mélange de produits chimiques, les chercheurs ont utilisé un matériau familier: le plastique PET, comme celui-là. utilisé dans un bon emballage, qui s'avère chimiquement similaire aux conditions qu'ils souhaitaient créer. "Le PET présente un bon équilibre entre carbone, hydrogène et oxygène pour simuler l'activité des planètes de glace", a expliqué l'un des chercheurs, Dominik Kraus de l'Université de Rostock.
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Les chercheurs ont utilisé un laser de grande puissance pour créer des ondes de choc dans le plastique, puis ont observé comment les rayons X rebondissaient sur celui-ci. Cela leur a permis de voir comment de petits diamants se formaient. Les diamants produits lors de l'expérience étaient très petits, appelés nanodiamants, mais à environ 5 000 milles sous terre. à la surface d’une géante de glace, des diamants beaucoup plus gros pourraient se former, où ils tomberaient vers le noyau glacé de la planète. Les diamants pourraient même s’enfoncer dans le noyau et former une épaisse couche de diamant.
Dans les nouvelles expériences, l'équipe a découvert que lorsqu'ils incluaient de l'oxygène, les nanodiamants se développaient à un rythme inférieur. températures et pressions, ce qui signifie que la présence d'oxygène rend la formation de pluie de diamant plus probable. "L'effet de l'oxygène était d'accélérer la division du carbone et de l'hydrogène et ainsi d'encourager la formation de nanodiamants", a déclaré Kraus. "Cela signifiait que les atomes de carbone pouvaient se combiner plus facilement et former des diamants."
Avec cette découverte, les chercheurs souhaitent désormais retenter les expériences et inclure des produits chimiques comme l’éthanol, l’eau et l’ammoniac pour modéliser encore plus précisément l’environnement des géantes de glace.
"Le fait que nous puissions recréer ces conditions extrêmes pour voir comment ces processus se déroulent à très rapidement et à très petite échelle est passionnant", a déclaré Nicholas Hartley, scientifique et collaborateur du SLAC. « L’ajout d’oxygène nous rapproche plus que jamais d’une vision complète de ces processus planétaires, mais il reste encore du travail à faire. C’est une étape vers l’obtention du mélange le plus réaliste et la façon dont ces matériaux se comportent réellement sur d’autres planètes.
La recherche est publiée dans la revue Avancées scientifiques.
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