08년 2024월 XNUMX일
(나노 워크 뉴스) 캘리포니아에 있는 SLAC 국립 가속기 연구소의 Mungo Frost가 이끄는 DESY 과학자를 포함하는 국제 연구팀은 Schenefeld의 유럽 X선 자유 전자 레이저(XFEL)를 사용하여 얼음에서 다이아몬드 비의 형성과 발생에 대한 새로운 통찰력을 얻었습니다. 해왕성, 천왕성 또는 태양계 외부의 외계 행성과 같은 거인.
현재 과학저널에 게재된 결과 자연 천문학 (“얼음 행성 내부 조건에서 탄화수소로부터의 다이아몬드 강수 역학”)은 또한 복잡한 자기장의 기원에 대한 단서를 제공합니다.
그래픽은 행성 내에서 다이아몬드 비가 주변 얼음을 통해 내려오는 현상을 보여줍니다. 이 다이아몬드가 지구 깊숙한 곳으로 여행함에 따라 압력과 온도가 꾸준히 증가합니다. (이미지 : 유럽 XFEL / Tobias Wüstefeld)
X선 레이저를 사용한 초기 연구에서 과학자들은 이미 큰 가스 행성 내부에서 발견되는 압력과 온도에서 다이아몬드가 탄소 화합물로 형성될 수 있다는 사실을 발견했으며, 이는 주로 물, 암모니아 및 물로 구성된 거대 얼음에서 다이아몬드가 형성될 가능성을 확인했습니다. 탄화수소. 다이아몬드가 형성된 후, 중력에 반응하여 다이아몬드는 천천히 행성 내부로 더 깊이 가라앉아 더 높은 층에서 보석의 '비'를 내릴 것으로 예상됩니다.
유럽 XFEL의 새로운 실험에서는 이전에 가정했던 것보다 더 낮은 압력과 온도에서 탄소 화합물로부터 다이아몬드가 형성된다는 사실이 밝혀졌습니다. 얼음으로 뒤덮인 태양 행성의 경우 이는 다이아몬드 비가 처음에 생각했던 것보다 더 얕은 깊이에서 형성될 수 있으며 따라서 자기장에 더 큰 영향을 미칠 수 있음을 의미합니다. 또한 태양계 밖에서 발견되는 가장 흔한 유형의 외계 행성 중 하나인 소위 '미니 해왕성'이라 불리는 해왕성과 천왕성보다 작은 가스 행성에서도 다이아몬드 비는 가능해야 한다.
다이아몬드 입자가 형성된 후, 행성의 외부 층에서 내부 층으로 내려갈 때 가스와 얼음을 동반하여 얼음 흐름을 일으킬 수 있습니다. 새로운 결과는 다이아몬드가 전도성 얼음층 위에 형성되어 다이아몬드가 그 층을 통과할 때 휘저어지는 것을 보여줍니다. 전도성 유체의 전류는 행성의 자기장이 형성되는 일종의 발전기 역할을 합니다. “다이아몬드 비는 아마도 천왕성과 해왕성의 복잡한 자기장 형성에 영향을 미칠 것입니다.”라고 Frost는 말했습니다.
연구팀은 탄소원으로 탄화수소 화합물인 폴리스티렌으로 만든 플라스틱 필름을 사용했는데, 이 필름은 얼음 행성 내부 깊은 곳에서 발견되는 극한의 압력과 온도에 노출되었습니다. 먼저, 모루가 미니 바이스처럼 기능하는 소위 '다이아몬드 모루 셀'을 사용하여 두 개의 다이아몬드 끝 사이에 있는 호일을 압착하여 고압을 생성했습니다. 그런 다음 호일을 여러 차례 고에너지 X선에 노출시켜 섭씨 2200도 이상으로 가열하여 이 행성 내부 깊은 곳에서 경험하는 극한 조건을 모방했습니다.
그런 다음 연구원들은 실험 중에 다이아몬드가 언제 어떻게 형성되는지 관찰하기 위해 유럽 XFEL에서 생성된 X선 펄스를 사용했습니다. 연구자들은 다이아몬드가 관찰된 압력과 온도를 통해 다이아몬드가 행성 내부에서 형성될 것으로 예상되는 깊이를 예측할 수 있습니다.
그래픽은 행성 내에서 다이아몬드 비가 주변 얼음을 통해 내려오는 현상을 보여줍니다. 이 다이아몬드가 지구 깊숙한 곳으로 여행함에 따라 압력과 온도가 꾸준히 증가합니다. (이미지 : 유럽 XFEL / Tobias Wüstefeld)
X선 레이저를 사용한 초기 연구에서 과학자들은 이미 큰 가스 행성 내부에서 발견되는 압력과 온도에서 다이아몬드가 탄소 화합물로 형성될 수 있다는 사실을 발견했으며, 이는 주로 물, 암모니아 및 물로 구성된 거대 얼음에서 다이아몬드가 형성될 가능성을 확인했습니다. 탄화수소. 다이아몬드가 형성된 후, 중력에 반응하여 다이아몬드는 천천히 행성 내부로 더 깊이 가라앉아 더 높은 층에서 보석의 '비'를 내릴 것으로 예상됩니다.
유럽 XFEL의 새로운 실험에서는 이전에 가정했던 것보다 더 낮은 압력과 온도에서 탄소 화합물로부터 다이아몬드가 형성된다는 사실이 밝혀졌습니다. 얼음으로 뒤덮인 태양 행성의 경우 이는 다이아몬드 비가 처음에 생각했던 것보다 더 얕은 깊이에서 형성될 수 있으며 따라서 자기장에 더 큰 영향을 미칠 수 있음을 의미합니다. 또한 태양계 밖에서 발견되는 가장 흔한 유형의 외계 행성 중 하나인 소위 '미니 해왕성'이라 불리는 해왕성과 천왕성보다 작은 가스 행성에서도 다이아몬드 비는 가능해야 한다.
다이아몬드 입자가 형성된 후, 행성의 외부 층에서 내부 층으로 내려갈 때 가스와 얼음을 동반하여 얼음 흐름을 일으킬 수 있습니다. 새로운 결과는 다이아몬드가 전도성 얼음층 위에 형성되어 다이아몬드가 그 층을 통과할 때 휘저어지는 것을 보여줍니다. 전도성 유체의 전류는 행성의 자기장이 형성되는 일종의 발전기 역할을 합니다. “다이아몬드 비는 아마도 천왕성과 해왕성의 복잡한 자기장 형성에 영향을 미칠 것입니다.”라고 Frost는 말했습니다.
연구팀은 탄소원으로 탄화수소 화합물인 폴리스티렌으로 만든 플라스틱 필름을 사용했는데, 이 필름은 얼음 행성 내부 깊은 곳에서 발견되는 극한의 압력과 온도에 노출되었습니다. 먼저, 모루가 미니 바이스처럼 기능하는 소위 '다이아몬드 모루 셀'을 사용하여 두 개의 다이아몬드 끝 사이에 있는 호일을 압착하여 고압을 생성했습니다. 그런 다음 호일을 여러 차례 고에너지 X선에 노출시켜 섭씨 2200도 이상으로 가열하여 이 행성 내부 깊은 곳에서 경험하는 극한 조건을 모방했습니다.
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- 출처: https://www.nanowerk.com/news2/space/newsid=64361.php
