天王星和海王星的逆天功能:只有1%的碳元素,也能压缩成钻石

作者:小菜 更新时间:2024-08-07 点击数:
简介:海王星和天王星是太阳系中的气态巨行星,同时也是八大行星中距离太阳最遥远的两颗行星。

天文学家在过去长期的研究中发现,海王星和天王星上存在着超强高压,能轻易把碳原子压成钻石。

然而从目前对两颗行星的探测情况来看,它们含有的碳元素仅有1%左右。

如果以地球为参考对象的话,那么行星要形成钻石至少需要碳元素达到15%左右,很明显天王星和海王星都达不到

【千问解读】

海王星和天王星是太阳系中的气态巨行星,同时也是八大行星中距离太阳最遥远的两颗行星。

天文学家在过去长期的研究中发现,海王星和天王星上存在着超强高压,能轻易把碳原子压成钻石。

然而从目前对两颗行星的探测情况来看,它们含有的碳元素仅有1%左右。

天王星和海王星的逆天功能:只有1%的碳元素,也能压缩成钻石

如果以地球为参考对象的话,那么行星要形成钻石至少需要碳元素达到15%左右,很明显天王星和海王星都达不到,因此长期以来科学家们认为这两颗行星上并没有人们所期待的钻石堆积如山。

天王星和海王星的逆天功能:只有1%的碳元素,也能压缩成钻石

然而根据美国《Science Alert》科学期刊6月29日的报道,美国斯坦福直线加速器中心的一支研究团队发布最新研究成果,该成果表示天王星和海王星内部可能在下钻石雨。

天王星和海王星的逆天功能:只有1%的碳元素,也能压缩成钻石

钻石是如何形成的?

学过中学化学的朋友应该知道,钻石和金刚石在本质上都是结晶碳。

最早对钻石本质进行解密的是法国化学家拉瓦锡,他在1772年通过凸透镜加热钻石的方法,使其在氧气中成功燃烧,然后通过测验发现产物中存在二氧化碳,从那时候起钻石的本质就被揭开了。

即使如此,它依然凭借着其稀有性和坚硬性,成为了绝大多数人追求的物质。

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钻石的形成首先需要足够的碳元素,然后先在特定的温度、压力等环境条件下转化为石墨,石墨再继续在更高温、更高压的环境中结晶形成钻石。

经过科学家们的研究,理论上形成钻石的压力至少要达到4.5Gpa,这相当于在地下200公里的环境。

其次是温度至少要达到1100摄氏度,这种温度条件在工业上还是可以创造出来的。

为何两颗行星的碳元素不足,还能形成钻石?

对此该研究团队的等离子物理学家麦克·邓恩表示,虽然海王星和天王星上的碳元素不足,但是它们的碳氢化合物比较充足,可以利用分解碳氢化合物的方法来获得单一碳元素,碳元素在行星内部高温高压的环境下被压缩成钻石,并因为密度比周围的物质高而不断往下坠。

天王星和海王星的逆天功能:只有1%的碳元素,也能压缩成钻石

该研究团队不仅在前人研究的基础上提出了全新的假设,而且对假设进行了实验证明。

研究人员利用斯坦福直线加速器实验室里的X射线激光对钻石的形成进行了精确的测量,得到的结论是两颗行星内部的碳确实能够直接转化为钻石。

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为什么要对海王星和天王星进行探究?

由于海王星和天王星距离地球十分遥远,因此能够探测这两颗行星的探测器并不多,目前就只有旅行者二号。

而且旅行者二号也不是专职对两颗行星进行探测,它只是在罗国的时候进行了短期的探测,然后就飞走了。

因此人类对这两颗行星的了解比对木星、土星的了解要少得多,这意味着这方面存在着等待人类去探索的广阔空间。

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更重要的是,根据美国宇航局的研究发现,类似天王星、海王星这样的冰巨星在太阳系外更为常见,它们在银河系里的常见度是类似木星的行星的十倍左右。

因此如果能够对海王星和天王星的内部有所了解,那么科学家们则可以在不让探测器飞出太阳系的情况下对系外行星有更深入的了解。

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什么想法诱导了新发现的产生?

起初科学家们对海王星和冥王星不抱太多希望,是因为这两颗行星上的碳元素实在是太少了。

但后来他们通过研究发现,它们的核心可能存在着水、甲烷和氨等物质,这为该研究小组的想法提供了基础条件。

而且已经有实验证明,在一定的压力和温度下,甲烷可以作为原料转化为钻石。

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之后德国物理学家克劳斯使用X射线衍射证明了甲烷确实能够转化成钻石,因此该研究团队获得了启发,决定将该研究继续深入下去。

团队中的研究人员克劳斯表示,X射线衍射实验为他们新实验模型的搭建提供了一些重要参数,这也是后续研究能够顺利进行的重要基础。

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研究团队如何进行模拟气态行星内部的钻石形成过程?

实验开始后,实验人员利用光学激光脉冲照射聚苯乙烯,使其产生强劲的冲击波,冲击波打在材料上让材料立马升温到4727摄氏度,同时将大大提高了环境压力。

研究人员克劳斯表示,实验中所产生的气压相当于将250头非洲象放在大拇指指甲盖上,其气压之高难以想象

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之前的实验普遍使用X射线衍射来探测材料的内部结构,但这种方法一般只对类似甲烷这种呈现晶体结构的物质有用,对非晶体结构的物质则很难呈现出完整的图片。

研究人员为了解决该问题,采用了另一种方法来观测聚苯乙烯电子的散射情况,实验最终呈现出了较好的观察结果。

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该研究结果的意义重大,还可延伸到对木星和土星的研究

以上模拟实验证明,海王星和天王星的内部确实可能存在着下钻石雨的情况,这是首次有理论证明即使行星的碳元素不足,也有可能形成钻石,扩展了科学家们思考行星问题的思路。

同时也扩展了科学家对这两颗行星的认知,在得到一些真实的探索和研究数据之前,一切皆有可能。

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此外,克劳斯还表示在实验室里模拟出的行星内部的极端环境条件,同样可用于研究木星和土星的内部情况。

这两颗气态行星的大气中也存在大量的氢气和氦气,但大气层下的世界则还是一片未知的世界。

或许未来可以通过该发现的研究方法来探索木星和土星的内部情况,甚至是形成过程和演化历史。

宇宙中的钻石星球,距离地球约50公里

钻石在地球上属于稀有度极高的物质,原钻经过人工打磨后价格居高不下,目前市面上钻石的价格至少在一克拉上万块。

而且钻石越大,每克拉的价格就越高,因此往往会出现一些十克拉不到的钻石价格就去到了上百万。

正因为钻石在地球上的价格很高,因此不少网友打起了其他星球的主意。

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如果能够在宇宙中发现更多的钻石星球,等到人类航天技术发展到足够高的水平时,便可以对它们进行开采了。

这样的想法还真不是白日梦,至少科学家们已经在宇宙中发现了货真价值的钻石星球。

这颗编号为 BPM37093的星球是美国天文学家在2010年发现的,经过研究其核心由超高密度的结晶碳组成,也就是我们所说的钻石。

天王星和海王星的逆天功能:只有1%的碳元素,也能压缩成钻石

根据天文学家的观测和研究数据显示,BPM37093是一颗白矮星,经推测它应该是一颗比太阳稍微大一些的恒星结束生命之后形成的,算是宇宙中较为稀有的类型。

它距离地球大约50光年,这个距离虽然距离地球并不近,但是相比起那些动不动就距离上千光年的类地行星来说,BPM37093还是在人类未来的探索蓝图内。

参考资料:

Science Alert 6月29日 《海王星下了钻石,现在我们终于可以知道》

淝水之战北府兵逆天以少胜多,谢玄为什么创立北府兵?

中国历史上“最强军队”的排行榜,有许多种。

其实不在一个朝代,也不可能在战场真正打一次,属于“关公战”,只能当作新闻看。

然而,北府军可以被称为中国历史战斗力最强的军队,则是从军队大部分成员的构成,这个角度来评判的。

淝水奇迹,让北府兵屹立于古代军史的顶峰! 是中国古代历史上最著名的一次以少胜多类战役,八十七万氐族军败于八万北府军,从此北府军声威天下。

这是一支由南逃的北方农民组成的精锐之师,每个人都与五胡有血海深仇,每个人都把光复河山作为己任。

这支军队有东晋最着名的战略家,又有东晋最着名的将领刘牢之,可谓是精锐中的精锐,雄心勃勃的碰到这样的对手,就算有八百七十万军队又怎能不败。

胡人在战前疯狂叫嚣,要饮马长江,,结果却被八万子弟兵打的丢盔卸甲。

据说捷报传来的时候,谢安只是淡淡的说了句“小儿辈已破敌。

”但归家的时候,却因兴奋过度连门槛都撞断了。

可谓是狂喜。

其实狂喜的又何止谢安呢?那个时刻,淝水的辉煌把那个世纪中国的历史浓缩成一刻永恒的绝唱,捷报传来的时刻,也许全中国的汉人都已经了。

如果这场仗打不赢,汉人将彻底覆灭。

为何创立北府军?何又为“北府”? 东晋的朝廷一直软弱无能,原因是始终在做“和事老”,平衡几个大族的关系,打仗基本靠地方军阀。

就像一个“名誉主席”,没有实权,要看地方大员的脸色。

一旦实力最强的荆州兵造反,建康就吓得发抖,哭着喊着徐、兖二州的军队来救驾。

东晋孝武帝太元二年(377年),由于前秦已一统北部中国,东晋王朝受到空前的军事压力,因此诏求良将镇御北方。

当时的重臣谢安遂任命其侄子谢玄应举。

谢安感到深深的痛,枪杆子里面出政权啊,没有嫡系部队,就像现在没钱一样,说话不硬气。

其时,广陵和京口聚居着大量逃避北方战乱而来的流民,谢玄到任后,在流民中选拔骁勇士卒,建立了一支军队。

于是,一流的军队“北府军”(又称“北府兵”)就此诞生了。

谢玄改镇京口,因为当时京口又名北府,故其所率军队得名北府军。

谢玄把北府军搬上历史舞台,却是由刘裕推向顶峰! 中原近千万人死的只剩零头,这样还能活下来的人,体格不用说了。

居无定所,被困在江北随时要面对北边压来的蛮夷。

天天竞技场,不存在忘战的问题。

这些人是汉族剩下的最后精华战士了,他们要是不行了,江南就更别指望了。

至于说北府军之强,那还要看统帅。

北府军统帅级别的人物都有谁呢?郗鉴、、谢玄、刘裕。

刘裕尤其典型,绝对配得上气吞万里如虎的评语!他把北府军推上了顶峰。

说起这个刘裕,又是一位卖草鞋出身的皇帝。

不过他比那位刘大耳强太多了,至少刘裕是中国历史上唯一一个斩杀过四位皇帝的人。

402年东廷与权臣撕破脸,朝廷派刘牢之讨伐。

但刘牢之不顾刘裕等人的劝阻,倒向桓玄。

桓玄顺利掌握朝政后,打击北府军将领,包括刘牢之在内的许多北府名将纷纷被除掉。

但桓玄却未对身为北府军大将的刘裕下手,反而派他讨伐孙恩的余党卢循。

404年桓玄,自称楚帝。

刘裕入朝建康,桓玄也十分赏识他,出游都殷勤接引,赏赐丰厚。

但不久,刘裕就以洪荒之力把桓玄给灭了。

元兴三年(404年)二月初一,刘裕在家乡京口起兵讨伐篡晋的楚帝桓玄。

405年,击败桓玄,晋安帝复位 。

刘裕在不到二十年的时间里,对内平息战乱,先后击败了孙恩、卢循的海上起义,消灭了桓玄、刘毅等军事集团;对外致力于北伐,取巴蜀、伐南燕、灭后秦,从一名普通的军人成长为名垂青史的军事统帅,取得了令世人瞩目的成就。

元熙二年(420年),刘裕迫禅让,即皇帝位,国号宋,改元永初。

东晋灭亡,中国开始正式进入时期。

422年出征北魏,肃清北狄,结果还未来得及出兵,当年刘裕就病逝。

享年五十九岁,庙号高祖,谥为武皇帝,葬初宁陵。

宋武帝刘裕一生先后杀死过四个皇帝,他们分别是十六国时期南燕末帝慕容超、十六国时期后秦末帝、东晋安帝司马德宗和东晋恭帝司马德文。

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解析天王星和海王星的内核是什么物质?

其实最吸引我眼球的是这两张图片,球体颜色鲜艳,感觉很好看。

有种想抓来捏捏的冲动。

言归正传,科学家对这两个球进行了研究,他们分别是星和海王星。

科学家称,这两个离太阳较远的星球内部存在着某种神秘物质,在高压条件下,内部形成了不稳定化合物及特殊碳氢化合物。

海王星 太阳系第三大和第四大行星,主要是由气体和冰晶构成,最新研究显示,这些气态巨行星内核存在独特的化合物。

据英国每日邮报报道,天王星和海王星是完全由密集气体云构成的冰冷星球,但是最新研究表明,它们的内核包含着奇特物质。

科学家在这些冰冷巨行星内核高压环境中发现奇特的化合物,证实其内部是由奇特晶体构成。

天王星 这些化合物是较高不稳定物质原碳酸构成,由于原碳酸的原子结构类似于纳粹党十字记号,它也被称为“酸”。

冰冻气态巨行星中心存在着巨大压力,其压力是地球海平面压力的400万倍,在密集大气层之下形成奇特的有机“塑料物质”。

莫斯科物理技术学院计算材料发现实验室主管阿提姆-奥加诺维(Artem Oganov)说:“像天王星和海王星这样的体积较小的气态巨行星,主要是由碳、氢和氧构成。

我们发现在这些行星内核高压条件下会形成的化合物,意味着这些行星内核可能主要包含一些物殊物质。

” 这项最新研究报告发表在近期出版的《科学报告》杂志上,他们通过计算预测高压条件下形成的晶体结构和化合物。

之前研究表明,在超级地球行星内部压力条件下,未知盐变体将比普通盐具有更多的钠和氯原子。

同时,他们还发现在高压条件下也会形成新的镁、硅和铝氧化物。

然而,研究小组决定观察当碳、氢和氧组成的有机分子处于该压力条件下将发生怎样的变化,它们是存在于天王星和海王星大气层中的主要元素。

海王星图片 奥加诺维教授说:“这是一个非常重要的系统,因为所有有机化合物‘依赖’碳、氢和氧这三种元素,到目前为止我们并不清楚在极端压力和温度条件下会发生何种变化。

此外,它们对于这些气态巨行星的化学成分具有至关重要的意义。

” 天王星图片 海王星内核压力达到地球大气压力的800万倍,天王星内核压力达到地球大气压力的790万倍。

奥加诺教授和研究小组发现93吉帕斯卡(大约地球大气压力930000倍),甲烷开始分解。

他们发现较重的碳氢化合物在400吉帕斯卡(大约地球大气压力400万倍)压力下,几种新的物质开始形成,其中包括一种独特笼形包合物——能够将其它化合物诱捕其中的氢和甲烷晶格形式。

同时,他们发现碳酸变得具有热力学稳定性,该物质正常需要强酸保持其合成性,仅存在于非常低温度的真空环境中。

它们可能在天王星和海王星岩石金属内核周围形成较厚的层状结构。

它们形成于0.95吉帕斯卡,大约是地球大气压力1万倍,被认为类似于木卫二等冰冷卫星内部压力。

奥加诺维教授说:“之前认为这些卫星的海洋直接接触岩石内核,并在其中发生化学反应。

我们的研究表明,卫星内核应当被结晶碳酸‘包裹’,这意味着内核与海洋之间的反应是不可能发生的。

” 随机文章皇帝在国外宣布退位、国内政客那着权力博弈⋯百年前的德国,从混乱中长出了什么?“海禁令 和“迁海令萨德拦截导弹飞行速度,2790米/秒碾压巡航导弹距离产生美感的刺猬效应,哪怕是最亲密的夫妻也应有私密空间炽天使加百列实力强吗,曾面对路西法不敢出手(疑隐藏实力)迷案在线 mazx.cn本站内容大多收集于互联网,内容仅供娱乐,并不代表本站观点,如果本站内容侵犯了您的权益,敬请联系网站管理员,我们将尽快回复您,谢谢合作!

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