Di planet manakah hujan berlian? Hujan berlian di Saturnus dan Jupiter

Faktanya, para ilmuwan telah lama berspekulasi bahwa batu permata bisa menghujani raksasa es. Jauh di dalam planet-planet ini, suhu tinggi dan tekanan kuat mempengaruhi hidrokarbon, sehingga mengakibatkan hujan berlian.

Tentu saja, bagi kita fenomena ini mungkin tampak fantastis, tetapi jauh di luar Bumi, fenomena ini merupakan fenomena yang sepenuhnya normal. Untuk mengkonfirmasi atau menyangkal informasi ini, para ilmuwan menciptakan kembali proses ini di laboratorium mereka. Kini telah terbukti bahwa hujan berlian merupakan fenomena nyata.

Ada planet jauh di tata surya yang disebut raksasa es, orang menyebutnya Neptunus dan Uranus. Massanya masing-masing 17 dan 15 kali massa Bumi. Planet-planet ini memiliki atmosfer yang kaya akan gas, termasuk hidrogen dan helium, dan juga memiliki inti yang padat.

Neptunus dan Uranus pada dasarnya adalah lautan yang sangat besar, sama sekali tidak mirip dengan lautan yang ditemukan di planet kita. Lautan di atas es raksasa terbuat dari amonia dan zat yang dikenal sebagai hidrokarbon – molekul seperti metana yang terbuat dari hidrogen dan karbon.

Jauh di kedalaman planet-planet ini, hal-hal luar biasa sedang terjadi: suhu yang sangat tinggi dan tekanan yang kuat berdampak langsung pada hidrokarbon. Akibat proses tersebut, timbullah berlian, yang selanjutnya jatuh dalam bentuk hujan berlian.

Berdasarkan proses kimia yang terjadi di Neptunus dan Uranus, para ilmuwan mampu menghasilkan berlian kecil di laboratorium mereka. Setelah menciptakan kembali kondisi simulasi, para peneliti mempelajari secara rinci struktur material yang dihasilkan.

Ingatlah bahwa para ilmuwan telah lama mulai mempelajari dan menguji berbagai metode yang dapat menciptakan lingkungan yang diinginkan. Banyak yang mencatat bahwa laser juga telah digunakan, namun semua perkembangan sebelumnya mengalami kegagalan. Penulis proyek pemenang mengatakan bahwa versi sebelumnya pasti akan gagal. Karena mereka yang menggunakan teknologi serupa menggunakan tekanan yang jauh lebih rendah daripada yang diperkirakan untuk kondisi yang diperlukan di raksasa es tersebut.

Peneliti meniru kondisi Neptunus dan Uranus untuk membuat berlian di laboratorium

Laser digunakan untuk memanaskan permukaan elemen penelitian lain dengan cepat - polistiren. Proses ini disertai dengan perluasan dan pembentukan gelombang kejut. Tim yang mengerjakan eksperimen tersebut melepaskan dua gelombang kejut, gelombang kejut kedua lebih cepat dari gelombang kejut pertama.

Selesainya proses pembentukan batu terjadi ketika gelombang kejut saling menyusul. Akibatnya, diperoleh suhu dan tekanan masing-masing sekitar 5000 K dan 150 GPa. Kondisi tersebut serupa dengan yang ditemukan pada kedalaman 10.000 km di planet es.

Kondisi yang tercipta menjadi cukup untuk menyebabkan putusnya ikatan antara karbon dan hidrogen dalam polistiren. Karbon tersebut kemudian digabungkan dan menciptakan berlian yang telah lama ditunggu-tunggu. Tim ilmiah juga mampu mengamati proses pembentukan berlian menggunakan gelombang pendek sinar-X.

Dominik Kraus, penulis pertama penelitian di laboratorium Jerman Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, mencatat bahwa waktu percobaan sendiri membutuhkan waktu yang sangat singkat. Dalam hal ini, sungguh luar biasa bahwa tim dapat mengamati seluruh proses pembentukan berlian.

Permata yang diciptakan para ilmuwan hanya berukuran diameter beberapa nanometer, namun proses di Neptunus dan Uranus menghasilkan batu yang jauh lebih besar. Raksasa es menciptakan semua kondisi bagi berlian untuk tumbuh, dan proses ini dapat berlangsung jutaan tahun.

Para peneliti telah mengkonfirmasi kemungkinan berlian berpindah ke bagian dalam planet. Kini sebuah studi baru sedang direncanakan untuk membantu mengetahui pola penempatan lapisan hujan berlian yang diusulkan dalam struktur planet. Hasilnya, informasi mengenai suhu raksasa dapat dikonfirmasi atau disangkal.

Kraus mencatat bahwa permata tenggelam karena lebih berat daripada material di sekitarnya. Pada titik tertentu dalam pergerakannya, berlian berhenti, hal ini terjadi ketika mencapai inti, kemudian mulai memanas.

Studi yang merinci eksperimen ini diberi judul "Pembentukan Berlian dalam Hidrokarbon Terkompresi Laser dalam Kondisi Interior Planet" dan baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal Nature Astronomy. .

Tim ilmuwan tersebut termasuk anggota Laboratorium Nasional Lawrence Livermore, Laboratorium Akselerator Nasional SLAC, dan Universitas California, Berkeley.

Kesimpulan

Eksperimen ini membuka kemungkinan baru untuk menciptakan bahan sintetis. Saat ini, nanodiamond menerima banyak tawaran komersial. Penerapannya akan berguna dalam bidang kedokteran, elektronik, peralatan ilmiah, dll. Metode pembuatan berlian saat ini kurang ramah lingkungan dan aman, sehingga penggunaan laser dapat mengubah algoritma produksi berlian.

Jika seseorang pernah mencapai planet terbesar di tata surya - Yupiter dan Saturnus, maka dengan matanya sendiri ia akan dapat melihat "langit dalam berlian".

Menurut penelitian terbaru para ilmuwan planet, hujan berlian terjadi di raksasa gas.

Penjelajah dunia asing sudah lama bertanya-tanya: Bisakah tekanan tinggi di dalam planet raksasa mengubah karbon menjadi berlian? Ilmuwan planet Mona Delitsky dari perusahaan California Specialty Engineering dan Kevin Baines dari University of Wisconsin di Madison membenarkan asumsi lama rekan-rekan mereka.

Menurut model tersebut, berdasarkan pengamatan ahli astrofisika, ketika pelepasan petir muncul di lapisan atas atmosfer raksasa gas dan mempengaruhi molekul metana, atom karbon dilepaskan. Atom-atom ini bergabung dalam jumlah besar satu sama lain, setelah itu mereka memulai perjalanan panjang menuju inti berbatu planet ini. “Kumpulan” atom karbon ini merupakan partikel yang cukup masif, artinya pada dasarnya adalah jelaga. Kemungkinan besar, mereka terlihat oleh pesawat ruang angkasa Cassini sebagai bagian dari awan gelap Saturnus.

Partikel jelaga perlahan-lahan turun ke pusat planet, melewati seluruh lapisan atmosfernya secara berurutan. Semakin jauh mereka melakukan perjalanan melalui lapisan gas dan hidrogen cair menuju inti, semakin besar tekanan dan panas yang mereka alami. Secara bertahap, jelaga dikompres menjadi grafit dan kemudian diubah menjadi berlian yang sangat padat. Namun pengujiannya tidak berakhir di situ; permata asing dipanaskan hingga suhu 8 ribu derajat Celcius (yaitu mencapai titik leleh) dan jatuh ke permukaan inti dalam bentuk tetesan berlian cair.

“Di dalam Saturnus, terdapat kondisi yang cocok untuk hujan berlian. Zona yang paling menguntungkan terletak di segmen tersebut, mulai dari kedalaman enam ribu kilometer dan berakhir pada kedalaman 30 ribu kilometer Hingga 10 juta ton batu mulia ini, sebagian besar berdiameter tidak lebih dari satu milimeter, namun ada juga sampel yang berdiameter sekitar 10 sentimeter,” kata Baines.

Sehubungan dengan penemuan baru ini, para ilmuwan planet mengajukan ide menarik: sebuah robot dapat dikirim ke Saturnus untuk mengumpulkan tetesan hujan yang “berharga”. Menariknya, penelitian ini merupakan semacam pengulangan dari plot buku fiksi ilmiah Alien Seas, yang menyatakan bahwa pada tahun 2469 berlian akan dikumpulkan di Saturnus untuk membangun lambung kapal penambangan yang akan menuju ke inti planet dan mengumpulkan helium- 3. diperlukan untuk membuat bahan bakar termonuklir.

Idenya memang menggiurkan, namun para ilmuwan memperingatkan bahwa berlian sebaiknya ditinggalkan di Saturnus untuk mencegah kekacauan finansial di Bumi.

Delitsky dan Baines menyimpulkan bahwa berlian akan tetap stabil di dalam planet raksasa. Mereka sampai pada kesimpulan ini sebagai hasil analisis komparatif penelitian astrofisika terbaru. Karya-karya ini secara eksperimental mengkonfirmasi suhu dan tingkat tekanan tertentu di mana karbon mengambil berbagai alotrop, seperti berlian keras. Untuk melakukan hal ini, para ilmuwan mensimulasikan kondisi (terutama suhu dan tekanan) di berbagai lapisan atmosfer planet raksasa.

“Kami mengumpulkan hasil beberapa penelitian dan sampai pada kesimpulan bahwa berlian memang bisa jatuh dari langit Jupiter dan Saturnus,” kata Delitsky.

Harus diingat bahwa sampai suatu penemuan tertentu dikonfirmasi oleh hasil observasi atau eksperimen, penemuan tersebut akan tetap pada tataran hipotesis. Sejauh ini, tidak ada yang bertentangan dengan model pembentukan tetesan berlian di raksasa gas. Namun, rekan Baines dan Delitsky menyatakan keraguan mereka tentang masuk akalnya model yang sekarang dijelaskan.

Oleh karena itu, David Stevenson, ilmuwan planet di Institut Teknologi California, berpendapat bahwa Baines dan Delitsky salah menggunakan hukum termodinamika dalam perhitungan mereka.

“Metana hanya menyumbang sebagian kecil dari atmosfer hidrogen di Jupiter dan Saturnus – masing-masing 0,2% dan 0,5%. Saya rasa ada proses yang mirip dengan pelarutan garam dan gula dalam air pada suhu tinggi. Bahkan jika Anda secara langsung menciptakan karbon debu dan jika kita menempatkannya di lapisan atas atmosfer Saturnus, ia akan larut ke dalam semua lapisan tersebut, dan dengan cepat turun menuju inti planet,” kata Stevenson, yang tidak terlibat dalam penelitian ini.

Fisikawan Luca Ghiringhelli dari Fritz Haber Institute melakukan pekerjaan serupa beberapa tahun lalu. Dia juga skeptis terhadap kesimpulan Baines dan Delitsky. Dalam karyanya, ia meneliti Neptunus dan Uranus, yang jauh lebih kaya karbon dibandingkan Saturnus dan Jupiter, namun karbonnya pun tidak cukup untuk membentuk kristal atom demi atom.

Rekan Baines dan Delitsky menyarankan mereka untuk melanjutkan penelitian dengan melengkapi model dengan data dan hasil observasi yang lebih nyata.

Laporan penemuan Delitsky dan Baines (dokumen PDF) dipresentasikan pada pertemuan Divisi AAS untuk Ilmu Planet, yang berlangsung di Denver dari tanggal 6 hingga 11 Oktober 2015.

Menurut penelitian terbaru yang dilakukan oleh dua ilmuwan planet, hujan berlian sebenarnya mungkin akan turun di Jupiter dan Saturnus.

Para astronom telah lama bertanya-tanya apakah tekanan tinggi di dalam planet raksasa dapat mengubah karbon menjadi berlian, dan meskipun beberapa pihak membantah kemungkinan tersebut, para ilmuwan AS mengatakan hal tersebut mungkin saja terjadi.

Menurut asumsi terbaru mereka, di atmosfer atas Yupiter dan Saturnus, petir membelah molekul metana, sehingga melepaskan atom karbon. Atom-atom ini kemudian dapat bertabrakan satu sama lain dan membentuk partikel jelaga karbon yang lebih besar, yang dapat dideteksi oleh Cassini di awan gelap Saturnus. Saat partikel jelaga perlahan-lahan turun melalui lapisan gas dan hidrogen cair menuju inti planet yang padat dan berbatu, mereka mengalami peningkatan suhu dan tekanan. Jelaga mula-mula berubah menjadi grafit dan kemudian menjadi berlian keras. Saat suhu mencapai 8000 °C, berlian meleleh dan berubah menjadi tetesan air hujan.

Kondisi di dalam Saturnus sedemikian rupa sehingga wilayah hujan berlian dimulai pada kedalaman sekitar 6.000 km di atmosfer dan meluas hingga kedalaman 30.000 km. Saturnus mungkin mengandung sekitar 10 juta ton berlian yang terbentuk dengan cara ini. Sebagian besar berupa potongan dengan ukuran mulai dari satu milimeter hingga mungkin 10 sentimeter.

Ilmuwan planet sampai pada kesimpulan tentang stabilitas berlian di bagian dalam planet raksasa dengan membandingkan studi terbaru tentang kondisi fisik di mana karbon mengubah strukturnya dengan pemodelan perubahan suhu dan tekanan dengan kedalaman planet raksasa. Namun, banyak ilmuwan yang membantah kesimpulan ini. Argumen tandingannya adalah fakta bahwa metana merupakan bagian yang sangat kecil dari atmosfer Jupiter dan Saturnus yang didominasi hidrogen - masing-masing hanya 0,2% dan 0,5%. Dalam sistem seperti itu, “termodinamika mendukung campuran.” Artinya, meskipun debu jelaga karbon berhasil terbentuk, debu jelaga tersebut akan larut dengan sangat cepat saat masuk ke lapisan yang lebih dalam.

Ketika bintang deret utama berada pada tahap akhir evolusinya, reaksi pengubahan hidrogen menjadi helium di inti berhenti, dan bintang mulai mendingin. Nasib sebuah bintang selanjutnya secara langsung bergantung pada massanya....

Titan, satelit terbesar Saturnus, adalah benda angkasa terjauh yang pernah dikunjungi pengunjung dari Bumi. Planet ini patut mendapat perhatian khusus dari para ilmuwan, karena memiliki atmosfer kompleks dan danau hidrokarbon cair di permukaannya, dan...

Untuk pertama kalinya, wahana antariksa Cassini menangkap gambar awan yang baru-baru ini terbentuk di atas kutub selatan bulan Saturnus, Titan. Fenomena atmosfer seperti itu menandakan pergantian musim, artikel tentang ini diposting di halaman resmi...

Bayangkan hujan berlian. Kedengarannya luar biasa, bukan? Ini seperti sebuah episode dari kartun Disney. Benar, pada kenyataannya, kerikil berlian akan melukai kepala, dan tempat terjadinya hujan tersebut cukup jauh dari Bumi. Misalnya Neptunus atau Uranus. Dan jika Anda mengetahui kondisi di mana berlian mulai berjatuhan dari langit, maka untuk liburan Anda akan memilih tempat yang lebih dekat dan lebih tenang.

Dari teori hingga praktik

Saat terkena tekanan (dan suhu) tinggi di planet lain, bahkan zat yang kita kenal pun dapat berperilaku sangat tidak biasa bagi kita. Misalnya, hujan berlian nyata terus-menerus turun di apa yang disebut “raksasa es” seperti Neptunus dan Uranus. Para ilmuwan telah lama berteori tentang kemungkinan ini, dengan menyatakan bahwa planet-planet ini dikelilingi oleh atmosfer yang tebal dan memiliki inti panas yang relatif kecil yang ditutupi oleh mantel air panas bertekanan, amonia, dan es metana. Dan baru-baru ini mereka mampu mensimulasikan kondisi tersebut di laboratorium.

Faktanya adalah, meskipun disebut “raksasa es”, planet-planet ini sebenarnya sangat panas. Tentu saja, suhu di lapisan atas atmosfer sangat rendah karena jarak dari Matahari, tetapi semakin dekat ke inti, semakin panas di bawah pengaruh tekanan. Perubahan suhu dan tekanan inilah yang menyebabkan pelepasan hidrogen dan karbon, membentuk hujan berlian sekitar 8000 km di bawah permukaan luar atmosfer.

Langit penuh berlian

Untuk mensimulasikan kondisi “raksasa es” di laboratorium, para ilmuwan harus mencapai suhu yang sangat tinggi dan tekanan yang sangat besar. Untuk melakukan ini, mereka menggunakan laser dan plastik yang terbuat dari hidrogen dan karbon, yang merupakan “cadangan” senyawa metana di Neptunus dan Uranus. Sebagai hasil dari percobaan, yang berlangsung sepersekian detik karena kompleksitas modelnya, permata kecil sebenarnya dapat diperoleh.

Namun pada “raksasa es”, dalam kondisi yang lebih stabil, batu-batu yang jauh lebih besar berjatuhan dari langit, membentuk “hujan berlian” yang sangat kuat. Berlian berukuran jutaan karat perlahan-lahan tenggelam melalui mantel menuju inti, membentuk lapisan berlian tebal yang lebih dekat ke pusat planet. Artinya, planet-planet itu sendiri ternyata merupakan tempat yang sangat besar bagi batu-batu berharga.

Lapisan atmosfer “raksasa es” ini begitu tebal sehingga bahkan penelitian terbaik pun belum dapat menunjukkan secara pasti apa yang terjadi di planet misterius ini. Satu hal yang pasti: jika Anda menginginkan “langit penuh berlian”, tunggu hingga penerbangan reguler mulai beroperasi ke Neptunus dan Uranus.

Teman-teman, kami mencurahkan jiwa kami ke dalam situs ini. Terima kasih untuk itu
bahwa Anda menemukan keindahan ini. Terima kasih atas inspirasi dan merindingnya.
Bergabunglah dengan kami Facebook Dan Dalam kontak dengan

Bayangkan pada detik ini, saat Anda membaca teks, badai kaca sedang mendekat atau hujan berlian sedang turun. Kedengarannya seperti awal dari film fiksi ilmiah, bukan? Namun ini bukanlah fenomena alam paling menakjubkan yang ditemukan di planet lain.

Tahun ini, musim dingin di Bumi tidak menyenangkan hampir semua orang dan ditandai dengan segala jenis bencana alam situs web Saya memutuskan untuk mencari tahu bagaimana keadaan iklim di planet lain, setelah itu saya jatuh cinta dengan cuaca beku di bumi dan cuaca buruk di luar jendela.

1. Badai kaca

Planet ekstrasurya HD 189733b yang indah dan berwarna biru terletak hanya 63 tahun cahaya dari Matahari, sehingga para ilmuwan telah belajar banyak tentangnya. Suhu di planet ini adalah 930 °C di sisi terang dan 425 °C di sisi gelap, dan angin bertiup dengan kecepatan 2 km per detik. Namun fenomena alam yang paling tidak biasa di planet ekstrasurya ini adalah hujan yang terdiri dari pecahan kaca.

2. Hujan batu

Exoplanet COROT-7b ditemukan pada tahun 2009, dan berukuran 2 kali lipat Bumi. Di sisi terang planet ini terdapat lautan lava yang luas, dan sisi gelapnya ditutupi lapisan besar es air biasa. Suhu di sisi cerah sekitar 2.500 °C, sehingga menghasilkan curah hujan yang unik. Planet ekstrasurya ini juga memiliki sirkulasi, namun bukan air, melainkan batuan cair.

Cuaca di COROT-7b-lah yang menginspirasi banyak penulis dan seniman fiksi ilmiah.

3. Hujan Kristal Hijau

Hujan terindah tidak terjadi di sebuah planet, melainkan di protobintang HOPS-68 yang terletak 1.350 tahun cahaya dari Bumi. Olivin, yang digunakan di Bumi untuk membuat perhiasan, menghujani bintang ini dengan kilauan yang sangat indah.

4. Badai salju kering

Tidak hanya Bumi yang mengalami badai salju, Mars juga tertutup salju pada tengah malam. Badai semalaman ini memiliki nama lain, “ice microbursts”, dan sering disamakan dengan badai kecil di Bumi. Badai salju di Mars terbuat dari es kering, dan awan terbuat dari karbon dioksida beku.

Musim dingin di planet ini dingin, dengan suhu rata-rata -63 °C. Oleh karena itu, jika Anda berencana terbang ke Mars, lakukanlah di musim panas - suhu saat ini sekitar 20 ° C, yang cukup nyaman bagi penduduk bumi.

5. Hujan plasma

Bahkan di Matahari pun ada hujan, meskipun hujan plasma. Fenomena ini lebih dikenal dengan sebutan solar flare atau hujan koronal dan merupakan akibat dari ledakan radiasi yang dahsyat.

Uniknya, hujan plasma mendingin dengan cepat saat mendekati permukaan Matahari. Dan atmosfer luar bintang jauh lebih panas dibandingkan permukaannya. Para ilmuwan belum bisa mengetahui penyebab fenomena ini.

6. Badai Berputar

Para ilmuwan telah menemukan bahwa kilatan radiasi disebabkan oleh ledakan di sebagian atmosfer, dan pada gilirannya menghasilkan angin yang mencapai kecepatan 4 km per detik.

7. Salju yang “melindungi sinar matahari”.

Planet ekstrasurya Kepler-13Ab unik karena memiliki salju “pelindung matahari”, meski hanya di sisi gelapnya. Faktanya adalah planet ini mengandung titanium dioksida, yang merupakan bahan aktif dalam tabir surya. Itu sebabnya para ilmuwan bercanda dan menyarankan untuk memakai tabir surya di sisi gelap sebelum berjemur di sisi terang.

8. Badai seukuran bumi

Katai coklat sulit dideteksi karena tidak memiliki massa yang cukup untuk terbakar seperti bintang lainnya. Oleh karena itu, teleskop unik dibangun untuk mempelajari cuaca pada katai coklat. Berkat teleskop Hubble dan Spitzer, para ilmuwan dapat mengamati badai seukuran Bumi di permukaan katai tersebut. Dimungkinkan juga untuk mempelajari awan yang terdiri dari material yang tidak biasa seperti pasir dan tetesan besi cair.

9. Hujan yang membekukan bagi planet lain

Enceladus adalah bulan Saturnus dengan geyser yang secara teratur memuntahkan air es, mengirimkan sekitar 250 kg ke luar angkasa setiap detiknya. Salah satu bagian sedimen hilang di luar angkasa, dan sebagian lainnya jatuh di cincin Saturnus, oleh karena itu terdapat asumsi bahwa satelit inilah yang menjadi sumber materi di salah satu cincin Saturnus. Di Enceladus saja, air cair, karbon, nitrogen dalam bentuk amonia dan sumber energi telah ditemukan, dan keberadaan lautan di bawah permukaan bulan telah diduga.

10. Hujan Es Badai

NGC 1333-IRAS 4B adalah bagian dari Tata Surya, yang bintang pusatnya merupakan kepompong gas dan debu. Di tengah kepompong ini terdapat piringan material padat yang lebih mirip badai hujan es. Jumlah air yang tumpah ke piringan pusat bisa memenuhi lautan bumi sebanyak 5 kali lipat. Cakram tersebut lebih hangat dibandingkan awan material yang mengelilinginya, sehingga ketika bongkahan es mencapai awan, bongkahan tersebut akan menguap. Dan ketika uapnya membeku, mungkin komet baru akan lahir. Berkat teleskop Spitzer, manusia memperoleh lebih banyak pengetahuan tentang bagaimana sistem planet terbentuk.