Künstlerische Darstellung der Entstehung von Diamantregen. (Greg Stewart/SLAC National Accelerator Laboratory) Es könnte Diamanten auf Planeten im gesamten Universum regnen, schlugen Wissenschaftler am Freitag vor, nachdem sie gewöhnliches Plastik verwendet hatten, um den seltsamen Niederschlag nachzubilden, von dem angenommen wird, dass er sich tief im Inneren von Uranus und Neptun bildet.
Wissenschaftler hatten zuvor die Theorie aufgestellt, dass extrem hoher Druck und Temperaturen Wasserstoff und Kohlenstoff Tausende von Kilometern unter der Oberfläche der Eisriesen in feste Diamanten verwandeln.
Jetzt neue Forschungsergebnisse, veröffentlicht in Wissenschaftliche Fortschritte , fügten der Mischung Sauerstoff hinzu und stellten fest, dass „Diamantregen“ häufiger vorkommen könnte als angenommen.
Eisriesen wie Neptun und Uranus gelten als die häufigste Planetenform außerhalb unseres Sonnensystems, was bedeutet, dass es im gesamten Universum zu Diamantregen kommen könnte.
Dominik Kraus, Physiker am deutschen HZDR-Forschungslabor und einer der Autoren der Studie, sagte, dass der Diamantniederschlag ganz anders sei als der Regen auf der Erde.
Man geht davon aus, dass sich unter der Oberfläche der Planeten eine „heiße, dichte Flüssigkeit“ befindet, in der sich die Diamanten bilden und langsam zu den felsigen, möglicherweise erdgroßen Kernen in mehr als 10.000 Kilometern Tiefe absinken, sagte er.
Dort heruntergefallene Diamanten könnten riesige Schichten bilden, die sich über „Hunderte von Kilometern oder sogar mehr“ erstrecken, sagte Kraus gegenüber AFP.
Auch wenn diese Diamanten vielleicht nicht wie ein „schöner Edelstein an einem Ring“ glänzen und geschliffen sind, sagte er, dass sie durch ähnliche Kräfte wie auf der Erde entstanden seien.
Um den Prozess zu reproduzieren, fand das Forschungsteam die notwendige Mischung aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff in einer leicht verfügbaren Quelle – PET-Kunststoff, der für alltägliche Lebensmittelverpackungen und -flaschen verwendet wird.
Kraus sagte, dass die Forscher zwar sehr sauberen PET-Kunststoff verwendeten, „im Prinzip sollte das Experiment jedoch mit Coca-Cola-Flaschen funktionieren“.
Anschließend richtete das Team im SLAC National Accelerator Laboratory in Kalifornien einen leistungsstarken optischen Laser auf den Kunststoff.
„Sehr, sehr kurze Röntgenblitze von unglaublicher Helligkeit“ ermöglichten es ihnen, den Entstehungsprozess von Nanodiamanten – winzigen Diamanten, die zu klein sind, um sie mit bloßem Auge zu sehen – zu beobachten, während sie entstanden, sagte Kraus.
„Der Sauerstoff, der auf diesen Planeten in großen Mengen vorhanden ist, trägt wirklich dazu bei, die Wasserstoffatome vom Kohlenstoff abzusaugen, sodass sich diese Diamanten tatsächlich leichter bilden“, fügte er hinzu.
Neue Art, Nanodiamanten herzustellen?
Das Experiment könnte auf einen neuen Weg zur Herstellung von Nanodiamanten hinweisen, die ein breites und wachsendes Anwendungsspektrum haben, darunter die Arzneimittelabgabe, medizinische Sensoren, nicht-invasive Chirurgie und Quantenelektronik.
„Die Art und Weise, wie Nanodiamanten derzeit hergestellt werden, besteht darin, ein Bündel Kohlenstoff oder Diamanten zu nehmen und es mit Sprengstoff in die Luft zu jagen.“ sagte SLAC-Wissenschaftler und Co-Autor der Studie Benjamin Ofori-Okai.
„Die Laserproduktion könnte eine sauberere und leichter kontrollierbare Methode zur Herstellung von Nanodiamanten bieten“, fügte er hinzu.
Die Diamantregenforschung bleibt hypothetisch, da über Uranus und Neptun, die am weitesten entfernten Planeten unseres Sonnensystems, wenig bekannt ist.
Nur ein Raumschiff – Voyager 2 der NASA aus den 1980er Jahren – ist an den beiden Eisriesen vorbeigeflogen, und die von ihm zurückgesendeten Daten werden immer noch in der Forschung verwendet.
Aber eine NASA-Gruppe hat eine mögliche neue Mission zu den Planeten skizziert, die möglicherweise im nächsten Jahrzehnt starten könnte.
„Das wäre fantastisch“, sagte Kraus.
Er sagte, er freue sich sehr auf weitere Daten – auch wenn es ein oder zwei Jahrzehnte dauern werde.
© Französische Medienagentur