باران‌های زمینی از قطرات آب تشکیل شده‌اند. در تیتان، یکی از اقمار زحل، متان مایع می‌بارد. و اما از آسمان اورانوس و نپتون، الماس‌های جامد می‌ریزد!
برای اولین بار، محققان این روند را اینجا بر روی زمین، شبیه‌سازی و مشاهده کردند که این فرضیه طولانی را یک‌بار برای همیشه اثبات می‌کند.
این آزمایش که در ۲۱ اوت در Nature Astronomy منتشر شد، لیزر نوری پرقدرت را با لیزر الکترون آزاد اشعه ایکس یعنیLCLS) Linac Coherent Light Source) را در آزمایشگاه شتاب‌دهنده ملی SLAC ترکیب کرد. LCLS پالس‌های اشعه ایکس را که ۱ فمتوثانیه طول می‌کشد تولید می‌کند و امکان نظارت فوق‌العاده دقیق را که در مقیاس اتمی روی می‌دهند فراهم می‌کند. در نتیجه، محققان توانستند الماس‌های کوچک را پس از عبور امواج از پلاستیک ببینند که چشم‌اندازی از واقعه‌ای که می‌تواند در مقیاس‌های بسیار بزرگ‌تر رخ دهد، نشان می‌دهد.
این آزمایش بر القای امواج شوکی در یک ماده پلاستیکی به نام پلی استیرن که حاوی هیدروژن و کربن است، دو عنصر فراوانی درون اورانوس و نپتون، متمرکز بود. براساس نظریه، متان (چهار اتم هیدروژن و یک اتم کربن) درون اتمسفر سیاره، زنجیره‌های هیدروکربنی را تشکیل می‌دهد که در پاسخ به درجه حرارت و فشار مناسب به الماس تبدیل می‌شود. این اتفاق ۸۰۰۰ کیلومترزیر سطح سیاره رخ می‌دهد. و از آنجا دانه‌های الماس به سوی اتمسفر پرتاب می‌شوند و در نتیجه باران الماسی شکل می‌گیرد!
اگرچه این موضوع برای چندین دهه مطرح بود، اما تا پیش از این آزمایش دقیقی برای مشاهده‌ی آن انجام نشده بود. بعضی از آزمایش‌های قبلی به دلیل این‌که فشار و دمای داخل اتمسفر این سیارات برای مدت طولانی در آزمایشگاه قابل ایجاد نبود، موفق نشدند و بدون توانایی ثبت داده‌ها با سرعت ارائه‌شده توسط LCLS امکان موفقیت وجود نداشت.
محققان با استفاده از یک لیزر نوری، دو شوک پشت سرهم را در دما و فشار موجود در اورانوس و نپتون در نمونه‌ای پلی‌استیرن ایجاد کردند. همان‌طورکه مواد را با پالس‌های اشعه ایکس ۵۰ فمتوثانیه کاوش می‌کردند، مشاهده کردند که اتم‌های کربن موجود در پلاستیک تبدیل به ذرات کوچک الماس (به نام nanodiamonds) در محل همپوشانی امواج و فشار زیاد می‌شوند.
مقاله‌ی مرتبط: شکل جدیدی از کربن؛ سخت‌تر از الماس، منعطف‌تر از لاستیک
Siegfried Glenzer، استاد علوم فوتون در SLAC و یکی از همکارانش در این مقاله، گفت:
“برای این آزمایش از LCLS که روشن‌ترین منبع اشعه ایکس در جهان است استفاده کردیم، برای این‌که بتوانید ساختار این الماس‌ها را ببینید به این پالس‌های قوی و سریع اشعه ایکس نیازمندید، زیرا در مقیاس ازمایشگاهی سریع از بین می‌روند.”
این کار تنها برای دانشمندانی که به دنبال درک شرایط درون یخ‌های غول‌پیکر درون سیاره ما هستند مفید نیست، بلکه برای دانشمندانی که روی سیارات خارج از منظومه‌ی شمسی مطالعه می‌کنند نیز مؤثر خواهد بود. یادگیری بیشتر در مورد چگونگی ترکیب عناصر و رسوب از لایه‌های اتمسفری به پژوهشگران اجازه می‌دهد تا مدل‌های بهتری برای درک عمیق‌تر این سیارات، نه فقط شرایط جوی بلکه از منابع انرژی آن، ایجاد کنند. باران الماس هنگام عبور از اتمسفر اصطکاک ایجاد می‌کند، گرما تولید می‌کنند و به گردش جوی و سایر شرایط تأثیر می‌گذارد.
نمی‌توانیم وارد این سیاره‌ها شویم و مستقیماً آن‌ها را ببینیم بنابراین این مدل‌های آزمایشگاهی مشاهدات ماهواره‌ای و تلسکوپ‌ها را تکمیل می‌کند. نانوالماس‌های این آزمایش می‌تواند برای ما مفید واقع شود مانند استفاده از آن‌ها در صنایع پزشکی و فن‌آوری. با این‌که این محصولات در نتیجه‌ی انفجار تولید می‌شوند اما به علت منشأ لیزری خود می‌توانند به عنوان انرژی پاک تلقی شوند.
مقاله‌ی مرتبط: سیاست های بکار گرفته شده برای مشکل گرمایش زمین
