‘ฝน’ ที่ตกมาเป็น ‘เพชร’ บน ‘ดาวมฤตยู’

(ภาพ-Greg Stewart/SLAC National Accelerator Laboratory)

ทีมนักวิทยาศาสตร์เยอรมนี ยืนยันทฤษฎีที่ว่า ในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ชั้นนอกสุดของระบบสุริยะ อย่างเช่น ดาวมฤตยู (ยูเรนัส) และดาวเกตุ (เนปจูน) ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ดวงที่ 7 และ 8 ของระบบสุริยะซึ่งมีความกดและอุณหภูมิที่เหมาะสม จะมีฝนที่ตกลงมาเป็น “เพชร” โดยสามารถจำลอง “ฝนอัญมณี” ดังกล่าวในห้องทดลองได้เป็นผลสำเร็จ

โดมินิค เคราส์ นักวิทยาศาสตร์ประจำห้องปฏิบัติการ เฮล์มโฮลทซ์ เซนทรุม เดรสเดน-รอสเซนดอร์ฟ ในประเทศเยอรมนี หัวหน้าทีมวิจัย ระบุว่า ก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์ได้แต่สันนิษฐานเรื่องนี้ แต่เมื่อได้เห็นผลลัพธ์ในการทดลองล่าสุดที่ยืนยันแนวคิดนี้ก็นับได้ว่าเป็นห้วงเวลาที่ดีที่สุดในชีวิตการเป็นนักวิทยาศาสตร์ของตนเอง

ดาวเคราะห์ชั้นนอกทั้งสองดวงได้ชื่อว่าเป็น “ก้อนน้ำแข็งยักษ์” ก็จริง เนื่องจากอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากจนทำให้บรรยากาศชั้นนอกสุดนั้นมีอุณหภูมิต่ำมากถึงระดับติดลบหลายร้อยองศาฟาเรนไฮต์ แต่ลึกลงไปในแกนกลางของดาวเคราะห์แรงกดดันที่สูงมากก่อให้เกิดความร้อนสูงในระดับหลายพันองศาทีเดียว อุณหภูมิที่แตกต่างกันมากดังกล่าว รวมถึงแรงกดดันมหาศาลที่เกิดขึ้น ในทางทฤษฎีแล้วสามารถทำให้อนุภาคของไฮโดรเจนและคาร์บอนในบรรยากาศของดาวเปลี่ยนรูปเป็นเพชรได้ที่ระดับความสูงถัดจากริมนอกสุดของบรรยากาศดวงดาวลงมาราว 5,000 ไมล์ (ราว 8,047 กิโลเมตร)

ในการจำลองกระบวนการดังกล่าว นักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องสร้างสภาวะอากาศที่ร้อนจัดภายใต้แรงกดดันสูงมากขึ้น จากนั้นทีมวิจัยใช้ลำแสงเลเซอร์เข้มข้นเพื่อสร้างคลื่นกระแทก (ช็อกเวฟ) 2 วง ที่เหลื่อมทับซ้อนกันขึ้นในชั้นของพลาสติก โพลีสไตรีน ซึ่งได้จากการผสมไฮโดรเจนและคาร์บอนเข้าด้วยกัน คลื่นช็อกเวฟดังกล่าวก่อให้เกิดภาวะแรงดันสูงและอุณหภูมิสูงมากใกล้เคียงกับที่เกิดขึ้นบนดาวเคราะห์น้ำแข็งยักษ์ทั้งสอง เคราส์ระบุว่า ภาวะดังกล่าวเกิดขึ้นสั้นมากๆ แต่ทีมวิจัยสามารถสังเกตเห็นเพชรเกิดขึ้นได้อย่างชัดเจน ซึ่งถือเป็นเรื่องเซอร์ไพรส์อย่างมาก

ระยะเวลาที่สั้นมากดังกล่าว สั้นชนิดที่จำเป็นต้องใช้กล้องเอกซเรย์ที่มีอานุภาพสูงสุดเท่าที่โลกมีอยู่คือ กล้อง ไลแนค โคเฮียเรนท์ ไลท์ ซอร์ซ (แอลซีแอลเอส) ซึ่งสามารถจับภาพได้ในชั่ว 50 เฟมโตเซคกันด์ (1 เฟมโตเซคกันด์ คือ 1 ส่วนในพันล้านล้านส่วนของวินาที) จึงจะสามารถจับภาพอะตอมของคาร์บอนแตกตัวออกจากโพลีสไตรีนแล้วจับตัวใหม่กลายเป็นเพชรที่มีขนาด 2-3 นาโนเมตร (1 นาโนเมตรเท่ากับ 1ส่วนในพันล้านส่วนของเมตร)

ทีมวิจัยระบุว่า แม้ว่าเพชรที่เกิดขึ้นในห้องปฏิบัติการจะมีขนาดเล็กมากๆ ดังกล่าว แต่ในสภาพความเป็นจริงที่สภาวะแรงดันสูงและอุณหภูมิสูงในระดับที่ก่อให้เกิดปรากฏการณ์นี้ได้มีเสถียรภาพมากบนดาวเคราาะห์ชั้นนอกทั้งสองดวงนั้น สามารถสร้างเพชรที่ตกลงมาเป็นฝนเม็ดใหญ่กว่าที่ได้ในห้องทดลองมาก

ในขณะเดียวกัน ฝนที่ตกลงมาเป็นเพชรแต่ละเม็ดดังกล่าวก็สามารถสะสมกลายเป็นเพชรก้อนใหญ่ที่มีน้ำหนักหลายล้านกะรัตได้ หากใช้เวลาสั่งสมหลายพันปี

ก่อนที่จะจมลงผ่านเปลือกดาวเคราะห์ลงสู่แกนของดาวเคราะห์อย่างช้าๆ เหมือนเช่นเม็ดฝนที่เป็นน้ำบนโลกเรานั่นเอง

เกาะติดทุกสถานการณ์จาก
Line @Matichon ได้ที่นี่

LINE @Matichon