钻石是地球上罕见的天然物质，但遥远的天王星和海王星却下着“钻石雨”。（示意图/图片来源：Adobe Stock）
钻石是碳元素组成的无色晶体，是地球上罕见的天然物质，但遥远的天王星和海王星却下着“钻石雨”。近日，科学家以实验的方式研究出钻石雨的成因和原理。
由于距离太阳很远，天王星和海王星的环境极为寒冷，被称为“冰巨星”。科学家对这两个遥远星体的了解并不多，它们一直存在着许多谜题。其中之一就是为何它们会下“钻石雨”。
海王星距离太阳很远，环境极为寒冷，被称为“冰巨星”。（图片来源：Adobe Stock）
近日，德国最大的科学家协会“亥姆霍兹联合会”的物理学家多明尼克‧克劳斯（Dominic Kraus）在新闻发布会上说：“我们成功实验出冰巨星形成钻石的可能原因。虽然在此之前，已有一些假说，但我们凭着实验完成整个过程。”
克劳斯及其团队，在美国史丹佛大学的SLAC国家加速器实验室(SLAC National Accelerator Laboratory)，进行了一项“冰巨星造钻石”实验。
研究人员在实验室里重现海王星核心的压力，但他们不是使用甲烷（Methane，该行星上的天然化学元素），而是使用含碳量较高的“苯乙烯”（C 8H 8）。
克劳斯团队对“苯乙烯”施加热量和压力，再利用雷射来模拟冲击波。当这些冲击波相遇时，温度飙升至4726度，材料内部的压力也急剧上升。
科学家利用50飞秒（5亿分之1秒）的X射线脉冲，对样本进行了分析。研究人员发现，“苯乙烯”在高压环境下，会逼使氢原子脱离，而碳原子被压力所黏合，形成几纳米的钻石。
研究人员预测，如果天王星和海王星发生类似的反应，就会形成钻石，而且会很大颗，可能达到几百万克拉（1克拉为0.2公克）。
克劳斯表示，在冰巨星中形成的钻石是充满杂质的球形钻石。它们会慢慢沉入冰巨星的核心当中，形成一个由钻石组成的厚厚的壳。
这些钻石以“下雨”的形式落到核心里，预计它们会产生热量，就像流星在地球大气层中坠落时燃烧一样。这种高温可能有助于解释海王星为何比预期的更热。
天王星和海王星上的钻石，虽然我们无法开采，但这项研究还是有其用途的。克劳斯表示，或许有一天微观纳米级钻石可用于医学和电子用途。同时，为了制造钻石所研发的超强雷射光，也能用于核聚变的研发。
责任编辑:轻舟
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