在实验室中重现像行星和恒星内部那样的极端环境非常复杂，只能在几分之一秒内完成。由Helmholtz-Zentrum dresen - rossendorf (HZDR)领导的一个国际研究小组现在提出了一种新的、非常精确的方法，利用x射线散射来评估不同元素的混合物在高压下的行为。磨练一个之前的测量结果和加强的前提下的行星海王星和天王星可以大幅改变:热的碳氢化合物的混合物的室内冰巨人可以产生一种钻石雨,正如研究人员发表在自然通讯(DOI: 10.1038 / s41467 - 020 - 16426 - y)。

 

既不是固体，也不是流体，也不是气态，也不是等离子体:行星和恒星内部的物质可以呈现出一种特殊的中间状态，温度可达数千度，压缩程度是地球大气层的1000倍——专家称其为暖密度物质。我们还有很多不知道的地方。实验室的实验准备改变这一切，但技术上非常复杂，因为这种奇异的状态在地球上不是自然发生的。所有这一切都意味着人造热致密物质的制作和研究对研究者和理论家来说都是一个挑战。“但是，如果我们想要模拟行星的话， 杏耀娱乐生财 ，最后我们必须了解温暖致密物质的过程，”多米尼克·克劳斯博士解释说，他是这项研究的主要作者，也是测量方法的策划者。“我们现在有了一种非常有前途的基于x射线散射的新方法。我们的实验提供了重要的模型参数，在此之前，我们只有大量的不确定性。我们发现的系外行星越多，这一点就越重要。”

 

钻石阵雨-一种行星能源

 

在斯坦福大学的SLAC国家加速器实验室，杏耀下载app研究人员利用强激光研究了行星典型的物质混合物的结构，如冰巨行星和碳氢化合物。标准塑料薄膜充当了行星碳氢化合物的替代品。一种光学高能激光将塑料转化为热的致密物质:短而强的激光脉冲在薄膜中产生冲击波，将塑料压缩到极限。“我们生产了大约150万块巧克力棒，这相当于250头非洲大象的重量施加在一个小指甲表面上的压力，”克劳斯解释了巧克力棒的尺寸。结果是，激光激波也将物质加热到大约5000度。为了评估这种效果，研究人员向样品发射了一个极其强大的x射线激光。根据光线穿过样品时散射的方式，他们可以推断出物质的结构。

 

研究人员观察到，在温暖致密的物质状态下，以前是塑料的物质会产生钻石。高压能把碳氢化合物分解成碳和氢。释放出来的碳原子压缩成金刚石结构。对于像海王星和天王星这样的行星来说，这意味着钻石内部的形成可以触发额外的能量来源。钻石比它们周围的物质更重，并以一种钻石雨的形式慢慢下沉到行星的核心。在这个过程中，它们与周围环境摩擦并产生热量——这是行星模型的一个重要因素。