Mint a mesékben: gyémánthegyek, gyémánttengerek

374

Bár Naprendszerünk óriásbolygóit űrszondák is meglátogatták már, tulajdonságaik jelentős része – különösen a belső felépítésükre vonatkozóan – mindmáig csak részben ismert számunkra. Különösen igaz ez a két távolabbi planétára, az Uránuszra és a Neptunuszra, melyek esetében – az elméleti modellek mellett – csak a Voyager-2 szonda adataira, valamint távcsöves megfigyeléseink eredményeire támaszkodhatunk.

A jelenlegi elképzelések szerint az Uránusz és a Neptunusz belső szerkezete nagyon hasonló lehet (lásd az ábrát): a főleg hidrogén, hélium és metán alkotta légkör alatt ammóniával és metánjegekkel keveredett vízköpeny található, míg a bolygók közepén egy-egy relatíve kis méretű, jeges-sziklás mag helyezkedik el. Az újabb kutatások alapján valószínűsíthető, hogy a köpeny alsó részén (az egyre növekedő nyomás miatt) a molekulák szétesnek, s így ezt a tartományt hidrogén-, oxigén-, nitrogén- és szénatomok egyvelege alkotja.

Az Uránusz és a Neptunusz belső felépítésére vonatkozó, általános modell (a commons.wikimedia.org nyomán).

Érdekes módon egy eredetileg nem csillagászati célú kísérletsorozat juttatta újabb információhoz a planetológusokat. A kaliforniai L. Livermore National Laboratory és a New York államban lévő University of Rochester kutatói az utóbbiban található OMEGA szuperlézer segítségével azt vizsgálták, sikerül-e gyémántot olvasztaniuk. Normál körülmények között ez lehetetlen, mivel a gyémánt hőmérséklet-emelkedés hatására először grafittá alakul, és csak utána olvad meg. J. Eggert (LLNL) és munkatársai azonban – a lézeres hevítésnek köszönhetően – mintegy négyezer Gigapascal nyomású (ez a földi légnyomás mintegy negyvenmilliószorosa!), 110 000 Kelvin hőmérsékletű környezetben vizsgálhatták a gyémántminták viselkedését. A kutatók azt tapasztalták, hogy a 6-10 millió atmoszféra nyomás felett a gyémánt olvadékállapotba került, a folyékony szénközegben valamivel kisebb sűrűségű gyémántsziklák "úsztak".

Az eredménynek – anyagtudományi jelentősége mellett – az említett óriásbolygók kapcsán is lehet következménye. A bolygómodellek szerint ugyanis az Uránusz és a Neptunusz centrumához közel (a köpeny alsó részén) hasonló nagyságrendű nyomásviszonyok uralkodnak, vagyis az itt található, tiszta állapotú szén (gyémánt) szintén olvadék és szilárd darabok keverékállapotában létezhet.

Az egzotikusnak tűnő elképzelés magyarázatot adhat a két bolygó különleges mágneses terének tulajdonságaira is. A Földénél jóval erősebb magnetoszférák (melyek kialakulását valószínűleg a planéták belsejében lévő vízköpeny különleges, szuperionos állapota tette lehetővé) tengelyei ugyanis meglehetősen nagy, csaknem 60 fokos szöget zárnak be a bolygók forgástengelyeivel. A friss modellezések alapján a belső "gyémánttenger" jelenléte megfelelő magyarázat lehet az Uránusz és a Neptunusz mágneses mezejének nagymértékű eltérülésére.

Forrás: Astronomy Now, 2010.01.21.

Hozzászólás

hozzászólás