Почему на Юпитере идут дожди из настоящих алмазов
Если космонавты когда-нибудь доберутся до пятой от Солнца планеты, то они станут свидетелями потрясающего пейзажа – дождя из различных форм и размеров алмазов. Именно к такому выводу пришли американские планетологи из университета Висконсина. Как на Юпитере образуются столь драгоценные осадки и сколько богатства таят недра планеты?
Недружелюбный гигант
Юпитер – самая крупная планета в нашей Солнечной системе, отличающаяся совершенно непригодными для жизни условиями, ураганными ветрами в атмосфере, колоссальной гравитацией и отсутствием твердой поверхности.
Это газовый гигант, который в большей степени состоит из водорода и гелия, в меньшей степени – из метана, аммиака, сероводорода и воды. Газовая оболочка без четкой разделительной черты переходит в бескрайний океан расплавленного металлического водорода. Ядро гиганта может быть как в жидком, там и в твердом состоянии.
Любопытство представляет нижний слой атмосферы. Он охлажден до −130 °C и богат жидкой водой в виде мельчайших капель. Ученые предположили , что здесь могла бы образоваться водно-углеводородная форма жизни, с организмами размером с земной город-миллионник.
Погружаясь вглубь планеты, температура вырастает до +20 000 °C с атмосферным давлением до 4000 ГПа.
Нужно отметить, что с Земли видны лишь несколько слоев атмосферы, которые скрывают Юпитер плотными непрозрачными газовыми облаками. Поэтому о том, что происходит в глубине планеты, исследователи могут только предполагать, основываясь на законах физики. В сущности, алмазные дожди стали именно таким предположением.
Драгоценный дождь
Учитывая вышеуказанные условия, планетологи Мона Делитски и Кевин Бейнс в 2013 году высчитали модель преобразования газа метана в алмаз.
Дело в том, что на Юпитере беспрестанно бушуют мощные штормы. Образовавшиеся в них молнии высвобождают из молекул метана атомы углерода. Те, в свою очередь, в больших объемах объединяются друг с другом, после чего медленно падают вглубь планеты.
Эти несанкционированные собрания атомов являются обычной сажей – продуктом неполного сгорания, после встречи с молнией. Чем глубже эта сажа опускается, тем большее давление и нагрев она испытывает, пока, в какой-то момент, не преобразуется в графит, схожий с графитом в наших земных карандашах.
При давлении более 100 000 атмосфер и температуре 1600 градусов графит превращается в алмаз. Однако, на этом его путешествие не заканчивается. Ввиду отсутствия твердой поверхности на Юпитере, падать алмазу приходится до самого ядра планеты.
Пролетев 30 000 км и попав в зону, где температура подскакивает до 8 000 °C, алмаз начинает таять, падая на ядро, если оно все-таки твердое, в виде алмазных капель (жидкого углерода). Общий путь от сажи до алмазной капли достигает 52 000 км.
Надо сказать, что в таком преобразовании нет ничего не обычного. Точно также люди создают искусственные алмазы прямо на Земле. Это химическое осаждение алмазов из газовой фазы – CVD-алмазы .
Согласно такой модели размер алмазов варьируется от одного миллиметра до 10 сантиметров в диаметре. Каждый год выпадает до 1 000 тонн таких осадков.
К слову, Юпитер не единственный гигант, обладающий такими запасами алмазов. Подобная картина наблюдается в Сатурне – тоже газовом гиганте. А вот на братьях Юпитера Уране и Нептуне алмазных дождей почему-то нет. Хотя объем метана у них ничуть не меньше.
Люди, которые не верят в сказки
Открытие планетологов породило разного рода фантазии, где люди в далеком будущем смогут добывать алмазы для нужд Земли. Технически, человечество может сделать это даже сейчас. Но эти фантазии навсегда останутся фантазиями, поскольку такие алмазы вызовут финансовый хаос на Земле.
А вот Дэвид Стивенсон – планетолог из Калифорнийского технологического института, раскритиковал своих коллег, считая, что они неверно применили законы термодинамики и, алмазных дождей на Юпитере быть не может.
Исследователь заявил, атомы углерода не успеют преобразоваться в графит, а вместо этого растворятся в водороде подобно сахару в воде. Другой физик Лука Гирингелли поддержал Стивенсона. По его мнению, объема углерода на Юпитере не достаточно для алмазных осадков.
Как бы то ни было, большинство специалистов оказались на стороне Мона Делитски и Кевина Бейнса. Поэтому можно считать, что алмазные дожди все-таки идут, но увидеть мы их, никогда не сможем.
Источник
Сокровища в космосе: планета алмазов!
Для тех, кто желает стать космическим пиратом и поохотиться за вселенскими сокровищами, на своей карте следует поставить особую отметку: 55 Cancri e – алмазная планета, лететь до которой придётся 40 лет со скоростью света. Курс держать необходимо на созвездие Рака.
Обнаружив эту находку ещё в 2004 году, астрономы принялись за долгое её изучение. Исследования показали, что 55 Cancri e как минимум на треть состоит из алмазов, причём, из таких, которые мы постоянно добываем на Земле. Вращается она вокруг звезды, похожей на наше Солнце, вот только добывать алмазы будет здесь очень тяжело – средняя температура на её поверхности около 1600 С! Поскольку эта планета больше Земли (её диаметр в 2 раза превышает земной, а по массе она превосходит нашу планету в 8 раз), то алмазов на ней будет очень много – примерно в три раза больше, чем у нас.
Надо отметить, что алмазная планета проживает в двойной звёздной системе. С первой звездой мы уже познакомились, именно вокруг неё и вращается наш соблазнительный объект, а вторая звезда – это красный карлик. Если у вас хорошее зрение, эту двойную звёздную систему можно даже увидеть невооружённым глазом.
Свой полный круг по орбите 55 Cancri e делает всего за 18 часов. Она относится к классу суперземель, поскольку она каменистая. Значительная часть планеты – это углерод в форме того самого графита и алмазов. Планета близко расположена к своей звезде – такая температура и даёт возможность стать ей настоящим сокровищем.
Существование такой планеты вполне возможно. Алмаз – это обычный углерод, который подвергся воздействию высокого давления и температуры. Возьмём обычный простой карандаш. Грифель (то, чем карандаш рисует) сделан из графита, а графит – одна из форм углерода. По сути, если взять стержень карандаша, очень сильно сжать и нагреть, то можно получить алмаз (только не пытайтесь это сделать в домашних условиях – это один из способов получения синтетических алмазов в лабораториях!). Углерод есть и в организме человека, а также он является одним из самых распространённых элементов во Вселенной наряду с водородом, кислородом и гелием.
Возможно, желающим попытать счастье охотникам за сокровищами не придётся лететь так далеко: по одной из гипотез алмазы могут быть и на ледяных гигантах по типу Урана и Нептуна. Например, наш родной Нептун в своём составе имеет большое количество метана, а в состав метана входит углерод. Под воздействием высоких температур и давления в недрах молекулы метана должны разрушаться, и углерод будет превращаться в алмазы, и в этих неспокойных сине-зелёных газовых толщах будет происходить нечто подобное алмазному дождю. Если космическому пирату не будут страшны нептунианские ветры, скорость которых может достигать 2400 км/ч, адское давление, то можно попробовать поискать там заветную добычу.
Чтобы узнать, какой состав у этой планеты, учёные оценивали и саму родительскую звезду. Через некоторое время с момента открытия этой системы наблюдения за звездой показали, что она холоднее, чем считалось раньше, а значит, не факт, что на 55 Cancri e так много алмазов, как нам хотелось бы предполагать. В 2016 году с помощью телескопа «Хаббл» у 55 Cancri e была зарегистрирована мощная атмосфера, в основном состоящая из водорода и гелия, а также синильной кислоты, что указывает на высокое содержание углерода.
Планета всегда обращена к звезде одной стороной: на этой стороне температура может достигать 2600 С, а на «тёмной» стороне «прохладнее» — около 1100 С.
Узнать больше о её химическом составе помогут дальнейшие исследования и наблюдения. Было бы интересно посмотреть сквозь её плотную оболочку. А насчёт алмазов – пока не слетаешь – не узнаешь!
Источник
На Юпитере и Сатурне проходят алмазные дожди. Почему алмазы нельзя возить оттуда?
Действительно, согласно исследованию учёных НАСА на Юпитере и Сатурне сантиметровые алмазы выпадают из атмосферы подобно дождю . Например, на Сатурне ежегодно осаждается до тысячи тонн.
Обе планеты являются газовыми гигантами, с радиусами, примерно
в 10 раз превышающими радиус Земли. Диаметр Сатурна — 120 000 км, Юпитера — 140 000 км. Известно, что у обоих есть скалистое ядро , но основная составляющая — водородный газ. Мощность их атмосфер оценивается в десятки тысяч километров.
Алмазный дождь на Юпитере и Сатурне начинается в верхних слоях атмосферы. Молнии превращают метан в сажу (углерод). По мере падения сажи , давление увеличивается и она превращается в графит.
После падения ещё на 6 500 км (примерно радиус Земли), давление настолько возрастает , что графит превращается в алмаз . Затем алмазы продолжают лететь ещё около 32 000 км до скалистого ядра.
По каким причинам нельзя отправить туда зонд, собрать алмазы и привести их на Землю будет понятно позже.
Алмаз — в переводе с древнегреческого несокрушимый . Минерал, который представляет собой аллотропную модификацию углерода.
Некоторые свойства
- Алмаз полностью оправдывает своё название и является самым твёрдым из известных природных материалов, имея 10 из 10
по шкале Мооса. Уникальная устойчивость к царапинам обусловлена атомной структурой. - Но в отличие от твёрдости, прочность , которая главным образом характеризуется способностью противостоять приложенному напряжению, не является отличительной характеристикой алмаза.
Он уязвим и разрушится от удара обычного молотка.
- Алмазы бывают разных цветов: черный, коричневый, жёлтый, серый, белый, синий, оранжевый, фиолетовый, розовый, красный. Большинство из них являются электрическими изоляторами, кроме синих — естественных проводников.
- При комнатной температуре алмаз обладает самой высокой теплопроводностью из всех известных твёрдых веществ.
А ещё способен выдерживать температуру свыше 3000 °C.
Безусловно алмаз считается драгоценным камнем и символом достатка , его ценность может выражаться в четырёх аспектах: дефицит, мода, создающая спрос, уникальные свойства, эстетическая красота.
Последний пункт является субъективным ( кубический цирконий сверкает ярче алмаза ), а вот первые два и вовсе искусственно созданы компанией De Beers.
De Beers основана англичанином Сесилом Роудсом в 1888 году . До недавнего времени она практически полностью контролировала мировой рынок алмазов. Это сделало её монополией и благодаря нескольким подходам они могли легко завышать стоимость .
• Во-первых, они ограничили поставки . У De Beers есть хранилища, полные алмазов, которые они не продают.
• Во-вторых, создали спрос посредством рекламы . В течение XX века компания позиционировала алмазы, как драгоценный камень с высокой стоимостью. Идея дарить бриллиантовое кольцо не является древней традицией.
• В-третьих, убирали конкуренцию . В свои первые годы De Beers агрессивно захватили большое количество алмазных шахт в Африке. Других поставщиков принуждали торговать через свои каналы. А в случае отказа, наводняли рынки и снижали цены, заставляя конкурентов выйти из бизнеса.
В 1980-х доля De Beers достигала 90% , но конкуренция существенно возрастала и на 2013 доля снизилась до 33%.
Источник
Зловещая красота алмаза
. об этом камне можно написать роман ужасов с продолжением. Он убивал своих владельцев по одному, с методичностью профессионального киллера.
Голубые алмазы чрезвычайно редки, встречаются даже реже, чем просто большие драгоценные камни. Только один из 100 тысяч алмазов может иметь отличие от белого цвета так, чтобы его можно было назвать цветным, а голубой и розовый — это самые редкие цвета для алмазов.
Алмаз Хоупа (Hope Diamond) – один из самых знаменитых алмазов в мире. Кристальной чистоты алмаз глубокого сапфирово-синего цвета в 45,52 карата прославился как зловещий, роковой камень, приносивший страшные беды, болезни и несчастья всем своим владельцам.
Несмотря на дурную славу, за синим бриллиантом фанатично охотились во все времена, многократно похищали и выкупали у владельцев за баснословные суммы.
Итак, около четырех веков назад в индийских копях Коллур недалеко от Голконды был найден алмаз невиданного размера и удивительного сине-голубого цвета . Вес его составлял около 112 карат.
Происхождение его теряется в веках. По древнеиндийскому преданию алмаз был левым глазом бога Рамы. Глаз этот считался карающим, и всех, кто завладеет прекрасным камнем, ожидают бесчестье, гонения, болезни и неминуемая смерть. После того, как камень добыли индийские шахтеры, он украшал лоб статуи индийской богини Ситы.
Потом, как это часто водится, его украли. И с этого начинается его шествие по миру, полное горя, неудач, тщеславия, крови и смертей…
Жан Батист Тавернье, французский путешественник и ювелир, считался официальным поставщиком драгоценных камней короля Людовика XIV. В 1642 году он доставил королю очередную партию драгоценностей из сорока четырех больших алмазов и еще 1122 камней размером поменьше. Среди них был и огромный, редкого синего цвета алмаз. Законность приобретения алмаза вызывала большие сомнение, Но Тавернье это не смущало, ведь в обмен на такое сокровище «король-солнце» даровал ему дворянское звание.
Вместе с волшебным камнем в Европу попала чума, унесшая миллионы человеческих жизней. Сбывалось первое проклятие Рамы.
В 1679 г. Людовик XIV пожелал сменить камню огранку, чтобы увеличить его блеск: предыдущая огранка была направлена в первую очередь на сохранение как можно большего размера камня. Именно такие украшения были в моде у индийских магараджей, а в Европе в то время предпочитались сверкающий блеск и симметрия. Ювелир Людовика проделал великолепную работу, сделав его в форме сердца, но от камня осталось всего 67 карат. Отсеченные осколки синего алмаза стали украшением многих других ювелирных изделий. Один из кусочков алмаза украшал перстень императрицы Марии Фёдоровны и сегодня хранится в Алмазном фонде Московского Кремля.
Людовик очень гордился своим сокровищем, называл камень «голубой алмаз короны» или «голубой француз». Он носил его на шее, вправленный в золотой кулон. Кстати, его любовница маркиза де Монтеспан тоже носила этот камень, но недолго, т.к. потеряла любовь и благосклонность короля.
Во времена правления «короля-солнца» Франция вела бесконечные войны, которые разоряли страну и народ. Камень не принес Людовику счастья, в 1715 году он умер после нескольких суток страшной агонии от гангрены ноги, сказав напоследок легендарное: «Я ухожу. Франция остается».
Да, сам Жан-Батист Тавернье, написав мемуары, в 1689 году загадочным образом умер в России, проезжая через Москву. Причина его смерти неизвестна, по легенде, его разорвали собаки. Кто похоронил французского авантюриста и где его могила – никто не знает.
Людовик XV тоже носил «голубого француза». Алмаз украшал королевскую подвеску с орденом Золотого руна. Но однажды король даровал сокровище своей фаворитке маркизе де Помпадур . Вскоре ее постигло воспаление легких и она скончалась. Камень вновь был в монаршей семье. Позже его унаследовал Людовик XVI и подарил его своей горячо любимой супруге Марии-Антуанете . Во время Великой Французской революции она была публично обезглавлена, а Людовик XVI обвинен в заговоре против Франции, лишен титула короля и тоже публично казнен.
Источник