ابری، همراه با بارش الماس!

محققان آزمایشگاه شتاب‌دهندۀ اسلاک (SLAC) موفق به شبیه‌سازی بارانی از یخ‎های الماسی شدند. همۀ ما روی زمین بارانی از آب مایع دیده‌ا‎یم، ولی در سیارات دیگر بارش باران متفاوت است؛ در تیتان بارانی از متان مایع و در اورانوس و نپتون بارانی از الماس رخ می‌دهد. حال برای نخستین‌بار محققان موفق شدند باران الماس روی زمین شبیه‌سازی کنند.

براساس نظریه‎های موجود در هشت هزار کیلومتری زیر سطح سیاره‌، متان (شامل چهار اتم هیدروژن و یک اتم کربن) در جو آن زنجیره‎های هیدروکربنی تشکیل می‎دهد که تحت تأثیر مستقیم دما و فشار به الماس تبدیل می‎شود. در این ارتفاع الماس‎ها در پایین‎ترین لایۀ جو ته‌نشین می‎شوند و بارانی از الماس پدید می‎آورند.

گرچه برای چندین دهه است که این نظریه وجود دارد، فرایند دقیق آن تابه‌حال روی زمین مشاهده نشده بود و آزمایش‎های پیش از این هم موفق نبودند. زیرا فشار و دمای این سیارات را برای مدتی طولانی نمی‎توان در آزمایشگاه شبیه‌سازی کرد و ناتوانایی ثبت داده‎های آزمایش‎ها در مدت زمان کوتاه باعث از دست رفتن داده‎ها و شکست آزمایش‎ها می‎شد. برخی از آزمایش‎ها هم موفق به تولید گرافیت یا الماس می‎شدند اما یا در فشار پایین صورت می‎پذیرفتند و یا به مواد اولیۀ دیگری نیاز داشتند.

به‌تازگی پژوهشگران موفق شدند با استفاده از تابش لیزر بسیار قوی پرتو ایکس به ماده‌ای پلاستیکی از جنس پلی‌استرین با طول پالس ۵۰ فِمتوثانیه آنچه را درون اتم رخ می‎دهد مشاهده کنند. پلی‌استرین از کربن و هیدروژن ساخته شده است، دو عنصری که در اورانوس و نپتون فراوان وجود دارد. شوک شدید لیزر به پلی‌استرین شرایط مشابه فشار و دمای این سیارات را در این ماده ایجاد می‎کند و از این‌رو، با دقت بسیار بالایی می‌توان شکل‌گیری نانو الماس‎ها را که در مدت زمان بسیار کوتاهی تولید می‎شوند مشاهده کرد؛ همانند آنچه در سیارات رخ می‎دهد، ولی با ابعاد بزرگ‌تر.

چنین آزمایش‎هایی نه‎فقط به دانشمندان علوم‌ سیاره‎ای بلکه به دانشمندان سیارات فراخورشیدی نیز کمک می‎کند تا مدل‌سازی‎های بهتر و دقیق‎تری از آب و هوا و حتی منابع انرژی سیارات فراخورشیدی انجام دهند. باران‌های الماسی هر قدر که در اتمسفر سیاره بیشتر فرو می‎روند باعث ایجاد اصطکاک و در نتیجه تولید گرما می‎شوند. به همین روی، بر گردش و سایر شرایط جوی تأثیرگذار خواهند بود.

گرچه نمی‎توانیم به داخل سیاره‎ها برویم، این آزمایش‌ها تکمیل‌کنندۀ رصدهای ماهواره‎ای و تلسکوپی هستند. از سویی، نانو ذره‎های تولید شده در این آزمایش‎ها در پزشکی و تکنولوژی‎های صنعتی کاربرد دارند.