Tijdens een laboratoriumexperiment aan de Ohio State University simuleerden onderzoekers de druk en omstandigheden die nodig zijn om diamanten in de aardmantel te vormen toen ze een verrassing tegenkwamen ... Er zou een koolstof "Super Earth" kunnen bestaan. Terwijl ze probeerden te begrijpen hoe koolstof zich zou kunnen gedragen in andere zonnestelsels, vroegen ze zich af of planeten hoog in dit element onder druk kunnen worden gezet tot het punt dat ze deze waardevolle edelsteen kunnen produceren. Hun bevindingen wijzen op de mogelijkheid dat de Melkweg inderdaad de thuisbasis zou kunnen zijn van sterren waar planeten voor maximaal 50% uit diamant zouden kunnen bestaan.
Het onderzoeksteam wordt geleid door Wendy Panero, universitair hoofddocent aan de School of Earth Sciences in de staat Ohio, en promovendus Cayman Unterborn. Als onderdeel van hun onderzoek hebben ze hun bevindingen uit eerdere experimenten verwerkt in een computermodelsimulatie. Dit werd vervolgens gebruikt om scenario's te creëren waarin planeten bestonden met een hoger koolstofgehalte dan de aarde.
Het resultaat: "Het is mogelijk dat planeten die zo groot zijn als vijftien keer de massa van de aarde half uit diamant bestaan", zei Unterborn. Hij presenteerde de studie dinsdag op de bijeenkomst van de American Geophysical Union in San Francisco.
"Onze resultaten zijn opvallend, omdat ze suggereren dat koolstofrijke planeten zich kunnen vormen met een kern en een mantel, net als de aarde," voegde Panero eraan toe. "Maar de kernen zijn waarschijnlijk zeer koolstofrijk - net als staal - en de mantel wordt ook gedomineerd door koolstof, veel in de vorm van diamant."
In het centrum van onze planeet bevindt zich een veronderstelde kern van gesmolten ijzer, bedekt met een mantel van mineralen op silicabasis. Deze basisbouwsteen van de aarde condenseerde uit de materialen in onze zonnewolk. In een alternatieve situatie zou een planeet zich kunnen vormen in een koolstofrijke omgeving, en daardoor een andere planeetstructuur hebben - en een ander levenspotentieel. (Gelukkig voor ons zorgt ons gesmolten interieur voor geothermische energie!) Op een diamantplaneet zou de warmte snel verdwijnen - wat zou leiden tot een bevroren kern. Op deze basis zou een diamantplaneet geen geothermische bronnen hebben, geen platentektoniek hebben en geen atmosfeer of een magnetisch veld kunnen ondersteunen.
'We denken dat een diamantplaneet een erg koude, donkere plek moet zijn', zei Panero.
Hoe kwamen ze met hun bevindingen? Panero en voormalig afgestudeerde student Jason Kabbes namen een miniatuurmonster van ijzer, koolstof en zuurstof en onderwierpen het aan drukken van 65 gigapascal en temperaturen van 2400 Kelvin (bijna 9,5 miljoen pond per vierkante inch en 3.800 graden Fahrenheit - omstandigheden vergelijkbaar met de aarde diep interieur). Toen ze het experiment microscopisch observeerden, zagen ze zuurstofbinding met ijzer om roest te creëren ... maar wat overbleef veranderde in pure koolstof en vormde uiteindelijk diamant. Dit bracht hen ertoe zich af te vragen wat de implicaties waren van planetaire vorming.
"Tot op heden zijn er meer dan vijfhonderd planeten ontdekt buiten ons zonnestelsel, maar we weten heel weinig over hun interne composities", zegt Unterborn, die van opleiding astronoom is.
"We kijken naar hoe vluchtige elementen zoals waterstof en koolstof interageren in de aarde, want wanneer ze zich binden met zuurstof, krijg je atmosferen, krijg je oceanen - krijg je leven", zei Panero. "Het uiteindelijke doel is om een reeks voorwaarden samen te stellen die nodig zijn om een oceaan op een planeet te laten vormen."
Maar verwar hun bevindingen niet met recente, niet-verwante onderzoeken waarbij de overblijfselen van een verlopen ster uit een binair systeem betrokken zijn. De bevinding van het OSU-team suggereert eenvoudigweg dat dit type planeet zich in ons sterrenstelsel zou kunnen vormen, maar hoeveel of waar ze zouden kunnen zijn, staat nog steeds erg open voor interpretatie. Het is een vraag die wordt onderzocht door Unterborn en astronoom Jennifer Johnson, Ohio.
Omdat diamanten voor altijd zijn ...
Oorspronkelijke verhaalbron: Ohio State Research News.
