私達が住む太陽系内の巨大なガス惑星である土星と木星では、人間の想像力の限界を超えた天文学的なキャッシュ、つまり貴重なダイヤモンドが周期的に降り注ぐという現象が発生している可能性があります。科学者らは、この驚くべき現象は、異常な化学反応とこれらの天体に蔓延する荒れ狂った大気条件によるものであると考えています。
土星と木星の大気から得られた歴史的特徴により、結晶の中に大量の炭素が存在することが明らかになり、ダイヤモンドの起源に関する興味深い見通しが生み出されています。雷が惑星の大気に落ちると、メタンが炭素微粒子に変化し、その後凝固してグラファイトのかなり大きな塊として降下することになります。
ダイヤモンドの創世記: 炭素から結晶へ
時間の経過とともに、計り知れない圧力の下で、これらの急降下する黒鉛の塊は顕著な変成を受け、ダイヤモンドとして固まり、科学者が「ダイヤモンドひょう石」と名付けたものが形成されます。この複雑なプロセスから出現すると推定される最大のダイヤモンドは、直径約1cmにも達する可能性がります、
ウィスコンシン大学マディソン校とNASAのジェット推進研究所出身のKevin Baines博士は、これらのダイヤモンドについて詳しく説明しており、ダイヤモンドはカットされていない状態でありながら、輝く指輪を飾るのに十分な大きさであると話しています。気まぐれな余談ですが、有名な女優であるElizabeth Taylorならきっとこのような並外れたダイヤモンドを身に着けることに誇りを持っていただろう、と冗談で言っています。驚くべきことに、土星だけで年間約1,000トンのダイヤモンドが算出されると推定されています。
この現象を直接観察することは難しいということがわかっていますが、科学者達は理論を裏付けるために化学分析と高度なシミュレーションに頼ってきました。研究者らは、惑星内部の様々な状況下での温度、圧力、炭素の挙動に関する予測を精査することにより、安定したダイヤモンドの結晶が土星の広大な範囲に沈殿していると推測しました。これらのダイヤモンドは、約6,000kmに及ぶ困難な旅に出て、外部刺激を通さない弾力性のある構造に着実に変化します。
それにも関わらず、ダイヤモンドが極度の深さまで沈むにつれて、計り知れない圧力と灼熱の温度が最終的な運命に不確実性をもたらします。これらのダイヤモンドは、最終的には液体炭素の広大な貯留槽に溶解すると考えられています。ダイヤモンドが存続する惑星を見つけるには、天王星や海王星といった銀河の最外端まで行かなければなりません。そこでは、極寒の地によってダイヤモンドが液状化するのが防がれています。
地球上で”ダイヤモンドの雨”を再現
2017年、天王星と海王星の大気で見つかった状況を再現することを目的とした前例の無い科学的取り組みが展開されました。科学者達は、名誉ある米国エネルギー省のSLAC国立加速器研究所で初めて、ダイヤモンドの析出を観察するという画期的な偉業を成し遂げました。
研究者らは、強力な光学レーザーを利用してプラスチックに衝撃波を誘発することにより、炭素原子が極小のダイヤモンド構造に変換される様子を目撃し、この異常な現象の存在をさらに裏付けました。実験の範囲内で生成されたダイヤモンドは依然として小さいままでしたが、天王星と海王星に降り注ぐと予測されているダイヤモンドは、おそらく数百万カラットの巨大なサイズに達する可能性があります。
土星や木星等の惑星上での「ダイヤモンドの雨」現象は、私達が住む惑星の域を超えた驚異と謎を明らかにしています。それは私達が住む宇宙の広大さと多様性の証であり、私達の想像力を掻き立て、科学的理解をこれまでにない程引き上げています。
この記事は、編集部が日本向けに翻訳・編集したものです。
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