L’univers est plus étrange que vous ne pouvez l’imaginer, et dans les profondeurs de l’espace, il existe des exoplanètes sauvages et étranges – des planètes avec rivières de lave rougeoyantesou des planètes soumises à des forces gravitationnelles si fortes qu’elles en forme de ballon de foot. On peut ajouter à cette liste une autre classe de planètes étranges, celles sur lesquelles il pleut des diamants.
On pense que l’effet de pluie de diamants se produit au plus profond des géants de glace comme Uranus et Neptune, et il a été recréé dans un laboratoire ici sur Terre en 2017. Maintenant, les chercheurs ont découvert que cet effet n’est pas seulement un hasard rare, mais pourrait être plus courant qu’on ne le pensait auparavant.
Le groupe international de chercheurs travaillant avec le SLAC National Accelerator Laboratory a précédemment créé l’effet de pluie de diamant en plaçant de l’hydrogène et du carbone sous des pressions extrêmement élevées. Mais dans cette nouvelle recherche, ils voulaient rendre les conditions plus réalistes à quoi ressemblerait l’intérieur d’une planète géante de glace en incluant également d’autres éléments qui seraient présents, comme l’oxygène.
Pour simuler ce mélange de produits chimiques, les chercheurs ont utilisé un matériau familier – le plastique PET, comme celui utilisé dans les bons emballages, qui s’avère chimiquement similaire aux conditions qu’ils voulaient créer. “Le PET a un bon équilibre entre le carbone, l’hydrogène et l’oxygène pour simuler l’activité des planètes de glace”, a expliqué l’un des chercheurs, Dominik Kraus de l’Université de Rostock.
Les chercheurs ont utilisé un laser de haute puissance pour créer des ondes de choc dans le plastique, puis ont observé comment les rayons X rebondissaient dessus. Cela leur a permis de voir comment de petits diamants se formaient. Les diamants produits dans l’expérience étaient très petits, appelés nanodiamants, mais à environ 5 000 miles sous la surface d’un géant de glace, des diamants beaucoup plus gros pouvaient se former, où ils tomberaient vers le noyau glacé de la planète. Les diamants pourraient même s’enfoncer dans le noyau et former une épaisse couche de diamant.
Dans les nouvelles expériences, l’équipe a découvert que lorsqu’ils incluaient de l’oxygène, les nanodiamants poussaient à des températures et des pressions plus basses, ce qui signifie que la présence d’oxygène rend plus probable la formation de pluie de diamants. “L’effet de l’oxygène était d’accélérer la séparation du carbone et de l’hydrogène et ainsi d’encourager la formation de nanodiamants”, a déclaré Kraus. “Cela signifiait que les atomes de carbone pouvaient se combiner plus facilement et former des diamants.”
Avec cette découverte, les chercheurs veulent maintenant réessayer les expériences et inclure des produits chimiques comme l’éthanol, l’eau et l’ammoniac pour modéliser encore plus étroitement les environnements des géants de glace.
“Le fait que nous puissions recréer ces conditions extrêmes pour voir comment ces processus se déroulent à très petite échelle et très rapidement est passionnant”, a déclaré Nicholas Hartley, scientifique et collaborateur du SLAC. « L’ajout d’oxygène nous rapproche plus que jamais de l’image complète de ces processus planétaires, mais il reste encore du travail à faire. C’est une étape sur la route pour obtenir le mélange le plus réaliste et voir comment ces matériaux se comportent vraiment sur d’autres planètes.
La recherche est publiée dans la revue Avancées scientifiques.
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