你知道宇宙中，有的星球正在下鑽石雨嗎？

圖片來源：

https：//solarsystem。nasa。gov/

你知道宇宙中，有的星球正在下鑽石雨嗎？

這是一個耳熟能詳的廣告語，在地球上，鑽石因為十分稀少，而顯得彌足珍貴，而在宇宙中，鑽石卻如同砂石一般常見。

早前，科學家發現太陽系中有4個星球會下鑽石雨，分別是土星、木星、海王星和天王星。這些星球富含甲烷，海王星和天王星等冰態巨行星內部的溫度非常高，可達幾千攝氏度，壓力是地球大氣層的數百萬倍，大氣運動中，閃電擊穿甲烷，將其轉變為煤灰形態的碳，隨著碳的下降，氣壓增加，碳固化成了石墨，石墨繼續下降，氣壓也不斷加大，最終在高溫高壓作用下，石墨轉化為鑽石，這便形成了

“鑽石恆久遠，一顆永流傳“，

鑽石雨。

的文章中，模擬了在冰巨星海王星和天王星深處發現的

極端溫度

和壓力，並首次觀察到鑽石雨的形成過程。

他們對聚苯乙烯進行鐳射衝擊實驗，與 X 射線技術相結合，首次在實驗室證實了在行星相關狀態下壓縮碳氫化合物中形成鑽石。該團隊由HZDR（德國德累斯頓-羅森多夫赫爾姆霍茲中心）和德國羅斯托克大學以及法國的聯邦理工學院與 SLAC 共同組成。

圖片來源：德國德累斯頓-羅森多夫赫爾姆霍茲中心

在最近的實驗中，研究人員使用PET塑膠，來更準確地再現這些行星的組成。用強大的鐳射照射到一張PET薄片上，瞬間加熱到6000攝氏度，併產生大氣壓100萬倍的衝擊波，在瞬間將物質壓縮，產生奈米鑽石。

研究團隊在MEC（物質極端條件）儀器上使用直線性連續加速器光源（LCLS） ，在PET中產生衝擊波。然後，他們用LCLS的X射線脈衝探測了塑膠中發生的情況。使用XRD（X射線衍射），觀察材料的原子重新排列成小的鑽石區域。同時使用了另一種稱為小角度散射的方法，以測量這些區域增長的速度和大小。他們發現，由於材料中存在氧氣，奈米金剛石能夠在比之前觀察到的更低的壓力和溫度下生長。

圖片來源：Greg Stewart/SLAC國家加速器實驗室

HZDR 物理學家、羅斯托克大學教授 Dominik Kraus 說“氧氣的作用是加速碳和氫的分裂，從而促進奈米金剛石的形成，這意味著碳原子可以更容易地結合並形成鑽石。PET 在碳、氫和氧之間具有良好的平衡，可以模擬冰行星的活動。”

研究人員預測，海王星和天王星上的鑽石將比這些實驗中生產的奈米鑽石大得多——重量可能達到數百萬克拉。

實驗不僅提供了一種更清潔、更容易控制的方法來生產金剛石，為鑽石產業開發了前景；這些發現也可能影響我們對遙遠星系中行星的理解，因為科學家們現在認為冰巨星是我們太陽系外最常見的行星形式。