خلال تجربة مختبرية في جامعة ولاية أوهايو ، كان الباحثون يحاكيون الضغوط والظروف اللازمة لتشكيل الماس في عباءة الأرض عندما صادفوا مفاجأة ... يمكن أن يوجد "سوبر إيرث" الكربون. أثناء سعيهم لفهم الكيفية التي قد يتصرف بها الكربون في أنظمة شمسية أخرى ، تساءلوا عما إذا كان يمكن الضغط على الكواكب العالية في هذا العنصر إلى درجة إنتاج هذه الأحجار الكريمة القيمة. تشير النتائج التي توصلوا إليها إلى احتمال أن تكون مجرة درب التبانة بالفعل موطنًا لنجوم حيث قد تتكون الكواكب من الماس بنسبة تصل إلى 50٪.
يرأس فريق البحث ويندي بانيرو ، الأستاذ المساعد في كلية علوم الأرض في ولاية أوهايو ، وطالب الدكتوراه كايمان أونتربورن. كجزء من تحقيقهم ، أدرجوا نتائجهم من التجارب السابقة في محاكاة نمذجة الكمبيوتر. ثم استخدم هذا لإنشاء سيناريوهات حيث توجد الكواكب بمحتوى كربون أعلى من الأرض ..
النتيجة: "من الممكن أن تكون الكواكب التي يبلغ حجمها خمسة عشر ضعف كتلة الأرض نصف مصنوعة من الماس" ، قال أونتربورن. قدم الدراسة يوم الثلاثاء في اجتماع الاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي في سان فرانسيسكو.
وأضاف بانيرو: "نتائجنا مذهلة ، من حيث أنها تشير إلى أن الكواكب الغنية بالكربون يمكن أن تتكون مع لب وغطاء ، تمامًا كما فعلت الأرض". "ومع ذلك ، من المرجح أن تكون النوى غنية جدًا بالكربون - مثل الفولاذ كثيرًا - وسيهيمن الكربون أيضًا على الوشاح ، في شكل كبير من الماس".
في قلب كوكبنا يوجد نواة مفترضة من الحديد المنصهر ، مغطاة بغطاء من معادن السيليكا. هذا العنصر الأساسي المكوّن من الأرض هو ما يتكثف من المواد الموجودة في سحابة الشمس. في حالة بديلة ، يمكن أن يتشكل كوكب في بيئة غنية بالكربون ، وبالتالي يكون له هيكل كوكب مختلف - وإمكانات مختلفة للحياة. (لحسن الحظ بالنسبة لنا ، توفر الأجزاء الداخلية المنصهرة طاقة حرارية أرضية!) على كوكب ماسي ، تتبدد الحرارة بسرعة - مما يؤدي إلى قلب متجمد. على هذا الأساس ، لن يكون لكوكب الماس موارد حرارية أرضية ، ويفتقر إلى تكتونيات الصفائح ولن يكون قادرًا على دعم أي من الغلاف الجوي أو المجال المغناطيسي.
قال بانيرو: "نعتقد أن كوكب الماس يجب أن يكون مكانًا باردًا ومظلمًا للغاية".
كيف توصلوا إلى نتائجهم؟ أخذ بانيرو وطالب الدراسات العليا السابق جايسون كابيس عينة مصغرة من الحديد والكربون والأكسجين وأخضعها لضغوط 65 غيغا باسكال ودرجات حرارة تبلغ 2400 كلفن (ما يقرب من 9.5 مليون رطل لكل بوصة مربعة و 3800 درجة فهرنهايت - وهي ظروف مشابهة لظروف الأرض الداخلية العميقة). وبينما لاحظوا التجربة مجهريًا ، رأوا الأكسجين يترابط مع الحديد لخلق الصدأ ... لكن ما تبقى تحول إلى كربون نقي وفي النهاية شكل ماسة. وقد دفعهم ذلك إلى التساؤل عن آثار تشكيل الكواكب.
قال Unterborn ، وهو عالم فلك بالتدريب: "حتى الآن ، تم اكتشاف أكثر من خمسمائة كوكب خارج نظامنا الشمسي ، ولكننا لا نعرف سوى القليل جدًا عن تراكيبها الداخلية".
قال بانيرو: "نحن ننظر في كيفية تفاعل العناصر المتطايرة مثل الهيدروجين والكربون داخل الأرض ، لأنه عندما تترابط مع الأكسجين ، تحصل على الغلاف الجوي ، تحصل على المحيطات - تحصل على الحياة". "إن الهدف النهائي هو تجميع مجموعة من الشروط الضرورية لتكوين المحيط على كوكب."
لكن لا تخلط بين نتائجهم والدراسات الأخيرة غير ذات الصلة التي تنطوي على بقايا نجم منتهي الصلاحية من نظام ثنائي. تشير النتائج التي توصل إليها فريق جامعة ولاية أوهايو ببساطة إلى أن هذا النوع من الكواكب يمكن أن يتشكل في مجرتنا ، ولكن عددها أو مكانها ما زال مفتوحًا جدًا للتفسير. إنه سؤال يحقق فيه جنيفر جونسون وعالم الفلك بولاية أوهايو.
لأن الماس إلى الأبد ...
مصدر القصة الأصلية: أخبار أبحاث ولاية أوهايو.
