地外的天體，存在特殊的氣候。（圖片來源：Adobe Stock）
地球上的氣象有時會出現奇怪的樣態，歷史上曾經下過血雨、下過動物，而在地外的行星上也有特殊的氣候，在那裡的雨水是「鑽石」。
遙遠天體的奇觀 這裡會下「鑽石雨」
鑽石在地球上是一種昂貴的礦物，需要由純碳經歷高壓環境形成，具有嚴苛的生成條件，也因此造就了它的稀有性。2020年的報導中，科學家研究有「冰巨行星」之稱的天王星、海王星等天體，它們的陽光比其他行星更加微弱，環境也更加寒冷，在上面有被稱為「鑽石雨之謎」的謎團。德國物理學家多明尼克‧克勞斯（Dominic Kraus）表示，他們成功測試出上面形成鑽石的可能原因，在美國史丹佛大學的SLAC國家加速器實驗室進行實驗。
研究團隊在實驗室中重現海王星核心的壓力，用含碳量較高的苯乙烯來取代行星上的甲烷分子，先是對其施加熱量、壓力，接著使用雷射模擬衝擊波，造就出4726度的高溫，使得模擬材料內部壓力急劇上升，達到150萬大氣壓，相當於有250隻非洲象的重量壓在針的尖端。他們發現在高壓環境下，會導致氫原子脫離，碳原子被壓力黏合，形成僅有幾奈米的鑽石。若是發生在天王星、海王星上，可能形成更大的鑽石，即使是數百公斤也不無可能。不過明尼克表示，那裡形成的鑽石，將會是充滿雜質的球形鑽石，而且會逐漸沉入行星的核心中，可能會因為核心周圍的高溫而融化，在碳海上出現浮動的鑽石冰山。當這些鑽石化為雨回到更深層的核心區域時，產生的熱量預計會像流星在地球大氣層墜落一樣高溫。
到了2022年時，期刊《科學進步》（Science Advances）發布新的研究，科學家在碳氫混合物中加入氧氣，認為宇宙中的鑽石雨可能比先前認為的更加普遍。鑽石雨和地球上的雨截然不同，這些鑽石也可能不像地球上的型態，但背後促成形成的力量與地球的相似。研究團隊使用食品包裝常用的PET塑膠材料，這些乾淨的塑膠使用實驗室的高功率光學雷射照射，讓研究人員能夠觀察到肉眼看不見的奈米鑽石形成過程。這個方法可能是製造奈米鑽石的新方式，有別於過往使用炸藥的手段，或許是更加乾淨的製造方法，能在未來廣泛應用於醫學與研究的領域。前面提及的行星上具備大量的氧，有助於於從碳中吸走氫原子，因此鑽石會更加容易形成。
近期，科學期刊中《自然·天文學》的研究，SLAC國家加速器實驗室的蒙戈·弗羅斯特博士，使用強烈的X射線脈衝逐漸擠壓聚苯乙烯這種泡沫塑膠，不需要先前實驗中的惡劣的條件即可成功。這項研究表明，鑽石能夠在與天王星、海王星較淺區域相似的溫度、壓力即可形成，規模更小的氣態矮星迷你海王星也可能出現鑽石雨。除了鑽石雨產生的可能性提升，他們也發現鑽石雨可能對於這些行星上的複雜磁場形成有所影響。
責任編輯:星躍
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