Under et laboratorieeksperiment ved Ohio State University simulerte forskere presset og forholdene som var nødvendige for å danne diamanter i jordens mantel da de kom over en overraskelse ... En karbon "Super Earth" kunne eksistere. Mens de forsøkte å forstå hvordan karbon kan oppføre seg i andre solsystemer, lurte de på om planeter høyt i dette elementet kunne presses til det punktet å produsere denne verdifulle edelstenen. Funnene deres peker på muligheten for at Melkeveien faktisk kan være hjem til stjerner der planeter kan bestå av opptil 50% diamant.
Forskningsteamet ledes av Wendy Panero, førsteamanuensis ved School of Earth Sciences i Ohio State, og doktorgradsstudent Cayman Unterborn. Som en del av undersøkelsen deres innlemmet funnene fra tidligere eksperimenter i en datamaskin-modelleringssimulering. Dette ble deretter brukt til å lage scenarier der planeter eksisterte med et høyere karboninnhold enn jorden ..
Resultatet: "Det er mulig at planeter som er så store som femten ganger jordens masse, er halvparten av diamant," sa Unterborn. Han presenterte studien tirsdag på American Geophysical Union-møtet i San Francisco.
"Resultatene våre er slående, fordi de antyder at karbonrike planeter kan dannes med en kjerne og en mantel, akkurat som Jorden gjorde," la Panero til. "Imidlertid vil kjernene sannsynligvis være veldig karbonrike - omtrent som stål - og mantelen vil også bli dominert av karbon, mye i form av diamant."
I sentrum av planeten vår er en antatt smeltet jernkjerne, lagt med en mantel silikabaserte mineraler. Denne grunnleggende byggesteinen på jorden er det som kondenseres fra materialene i solskyen vår. I en alternativ situasjon kan en planet danne seg i et karbonrikt miljø og derved ha en annen planetstruktur - og et annet potensiale for liv. (Heldigvis for oss gir det smeltede interiøret geotermisk energi!) På en diamantplanet vil varmen forsvinne raskt - og føre til en frossen kjerne. På dette grunnlaget ville en diamantplanet ikke ha geotermiske ressurser, mangle platetektonikk og ikke kunne være i stand til å støtte verken en atmosfære eller et magnetfelt.
"Vi tror at en diamantplanet må være et veldig kaldt, mørkt sted," sa Panero.
Hvordan kom de frem til funnene sine? Panero og tidligere doktorgradsstudent Jason Kabbes tok en miniatyrprøve av jern, karbon og oksygen og utsatte den for trykk på 65 gigapascals og temperaturer på 2400 Kelvin (nær 9,5 millioner pund per kvadrat tomme og 3800 grader Fahrenheit - forhold som tilsvarer jordens dypt interiør). Da de observerte eksperimentet mikroskopisk, så de oksygenbinding med jern for å skape rust… men det som var igjen vendte seg til rent karbon og til slutt dannet diamant. Dette førte til at de lurte på implikasjoner av planetdannelse.
"Til dags dato har mer enn fem hundre planeter blitt oppdaget utenfor solsystemet vårt, men vi vet veldig lite om deres interne komposisjoner," sa Unterborn, som er en astronom ved trening.
"Vi ser på hvordan flyktige elementer som hydrogen og karbon samhandler inne i jorden, fordi når de binder seg til oksygen, får du atmosfærer, får du hav - får du liv," sa Panero. "Det endelige målet er å sammenstille en pakke forhold som er nødvendige for at et hav skal dannes på en planet."
Men ikke forveksle funnene deres med nylige, ikke-relaterte studier som involverer restene av en utgått stjerne fra et binært system. Funnene fra OSU-teamet antyder ganske enkelt at denne typen planter kan dannes i galaksen vår, men hvor mange eller hvor de kan være er fremdeles veldig åpen for tolkning. Det er et spørsmål som blir undersøkt av Unterborn og Ohio State astronom Jennifer Johnson.
Fordi diamanter er for alltid ...
Original historiekilde: Ohio State Research News.
