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雖然鑽石在地球上代表財富等,可是在宇宙深處,簡直一文不值

鑽石,在宇宙深處

有人說,鑽石是天神滴落的眼淚;有人說,鑽石在風雲雷電中誕生。仰望星空的時候,你是否覺得璀璨的群星彷彿碎鑽一樣撒在天空中?

代表著永恆的愛情,至堅至硬,璀璨生輝的鑽石和那神秘莫測、浩瀚無邊的宇宙有什麼關係麽?宇宙中,可真的有鑽石的身影?

「鑽石雨」

如果有人說天上會下鑽石雨,你肯定會覺得那是天方夜譚。不過據科學家推測,海王星和天王星的大氣層裡,就會下「鑽石雨」。

海王星

是距離太陽的第 8 顆行星,個頭上是地球的 4 倍,而品質大概是地球的 17 倍。科學家們發現,海王星的外大氣層裡含有氫和氦,而這底下,則存在著大量的甲烷,大概佔大氣層的 10%-15%。從地球上看,海王星泛著美麗的淡藍色光,正是由於甲烷吸收了太陽的紅光而造成的。

海王星的大氣和我們地球大氣層完全不同,它的底部十分的緊密和炎熱。據推測,它的深層大氣溫度可達 2000 攝氏度以上,而壓強可達地球大氣壓強的 3-5 倍!在這樣的條件下,科學家在實驗中發現,甲烷結構會被分解,裡面的碳元素很可能結晶成細小的鑽石顆粒。他們推測,海王星上這樣的過程正在進行,而這些鑽石形成後受重力作用,就會向海王星的核心部分落去,如落毛毛細雨一般。

而 2008 年底最新的一項實驗表明,在巨大的壓力下,鑽石也會熔化,變成液態碳。就像水在常壓零度有冰水混合物一樣,在溫度 7000 攝氏度、8000 大氣壓的特殊狀態下,碳會以鑽石、bc8 和液態的三種形態共存。而海王星靠近核心內部的溫度和壓強就處在這樣的狀態,所以隨著海王星的核心部分密度越來越高,壓力和溫度越來越大,「鑽石雨」很可能就熔化成了「鑽石海」。

「鑽石塵」

1981 年,一些研究隕石的科學家刨開了一顆墜落在南極洲的鐵隕石。在這顆隕石裡,他們驚訝地發現了細小鑽石的存在。因為這些鑽石只有 1-10 納米大小,肉眼根本看不到,所以它們被稱之為「鑽石塵埃」或者「納米鑽石」。

科學家猜測,這些鑽石產生於小行星帶外的一次災難性撞擊。後來 1987 年發現的另外一顆隕石上也發現了類似的鑽石塵埃。而這次不同的是,在這些微小的晶體中還發現了地球上不存在的一種同位素。這清楚表明,它的源頭來自地外。

在這些外太空來客裡,有一部分已經被確定形成於太陽系形成之前,它們被稱為前太陽鑽石。 前太陽鑽石的形成至今沒有定論。它可能有多種來源,研究者也做了大量的模型來試圖模擬前太陽鑽石的形成。比如有人認為它們源於超新星爆發,有人認為是從富碳巨星而來,有人則認為它們來自宇宙中的氣相沉積,還有人認為它們是雙星系統中的白矮星從富碳伴星吸收了物質之後爆發成超新星的產物。

後來,美國的一些科學家用哈勃太空望遠鏡和來自國際紫外線探索衛星的數據來研究一些藏在太空塵雲後面的星星的時候,發現得到的紫外線光譜和隕石中的鑽石塵埃幾乎完全一致。通過反覆測量,他們得出結論,太空中的塵雲裡就含有大量的鑽石塵埃。由於鑽石塵埃在形成以後會很難分解破壞,它們在太空裡會慢慢積累起來。他們推測整個銀河系有 1035 噸的鑽石塵埃,比整個太陽系的品質還要重得多!

可惜這些鑽石實在太小了,我們無法看到。想像一下,如果我們生了一雙能看到納米鑽石的眼睛,在我們面前的星空將是多麼的壯觀啊!

「鑽石星」

世界上目前為止所發現的最大的鑽石有多大?也許你會猜是那重530 克拉的非洲之星?其實最大的鑽石很可能不在地球上,而在天上。科學家猜測,一顆被命名為「BPM37093」的白矮星已經慢慢變化成了一顆重達 100 億×1 兆×1 兆克拉地球大小的的「鑽石「巨星!實在是難以想像?這讓人不得不懷疑,這顆星星難道是上帝準備用來向誰求婚的戒指嗎?

這顆星星屬於白矮星,一般來說,太陽一類的恆星都會在漫長的歷史中最終結束自己發光的生命,膨脹成一顆紅巨星。然後它以核聚變的方式「燃燒」自己的氦,製造出越來越多的碳和氧。當能量繼續耗盡的時候,它會失去氣體外殼,僅留下中間的白色熱核,成為一顆白矮星。

當白矮星的內部冷卻到一定溫度的時候,它的內部將會結晶。一個經典的問題是,當白矮星冷卻後,將不儲存任何一絲熱量,因此,這顆巨鑽理論上來講應該很

難被探測到。然而,2004 年天文學家米特卡弗等人在進行研究後發現,當一顆白矮星還沒有徹底冷卻的時候,在它的表面還能探測到脈動的頻率,雖然此時此刻,在它的內部,已經開始「結晶化」。這時就可以用一種與用地震儀研究地球內核類似的方法研究白矮星的內部。這種白矮星結晶化的結果被普遍認為形成了碳(有時還有氧)立方晶體結構,就和鑽石的晶體結構一樣!

通過給這顆白矮星」號脈「,得出的數據表明,「BPM37093」的內部已經凝固成碳、氧結晶晶體。後來人們紛紛把它比喻成一顆天然「巨鑽」。不過值得一提的是,白矮星的內部密度很高,結晶化形成的碳晶體結構的密度比地球上的鑽石高百萬倍,可謂是一種緊密的「新鑽石」。

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