Während eines Laborexperiments an der Ohio State University simulierten Forscher die Drücke und Bedingungen, die zur Bildung von Diamanten im Erdmantel erforderlich sind, als sie auf eine Überraschung stießen… Eine Kohlenstoff-Supererde könnte existieren. Während sie sich bemühten zu verstehen, wie sich Kohlenstoff in anderen Sonnensystemen verhalten könnte, fragten sie sich, ob Planeten mit hohem Gehalt an diesem Element so weit unter Druck gesetzt werden könnten, dass dieser wertvolle Edelstein entsteht. Ihre Ergebnisse weisen auf die Möglichkeit hin, dass in der Milchstraße tatsächlich Sterne beheimatet sein könnten, bei denen Planeten zu 50% aus Diamanten bestehen könnten.
Das Forschungsteam wird von Wendy Panero, Associate Professor an der School of Earth Sciences im US-Bundesstaat Ohio, und Doktorandin Cayman Unterborn geleitet. Im Rahmen ihrer Untersuchung haben sie ihre Ergebnisse aus früheren Experimenten in eine Computermodellierungssimulation einbezogen. Dies wurde dann verwendet, um Szenarien zu erstellen, in denen Planeten mit einem höheren Kohlenstoffgehalt als die Erde existierten.
Das Ergebnis: "Es ist möglich, dass Planeten, die fünfzehnmal so groß sind wie die Masse der Erde, zur Hälfte aus Diamant bestehen", sagte Unterborn. Er präsentierte die Studie am Dienstag auf dem Treffen der American Geophysical Union in San Francisco.
"Unsere Ergebnisse sind insofern bemerkenswert, als sie darauf hindeuten, dass sich kohlenstoffreiche Planeten mit einem Kern und einem Mantel bilden können, genau wie die Erde", fügte Panero hinzu. "Allerdings wären die Kerne wahrscheinlich sehr kohlenstoffreich - ähnlich wie Stahl - und der Mantel würde auch von Kohlenstoff dominiert, viel in Form von Diamant."
Im Zentrum unseres Planeten befindet sich ein vermuteter geschmolzener Eisenkern, der mit einem Mantel aus Mineralien auf Kieselsäurebasis überzogen ist. Dieser Grundbaustein der Erde ist das, was aus den Materialien in unserer Sonnenwolke kondensiert. In einer alternativen Situation könnte sich ein Planet in einer kohlenstoffreichen Umgebung bilden und dadurch eine andere Planetenstruktur - und ein anderes Lebenspotential - aufweisen. (Zum Glück liefert unser geschmolzenes Inneres Geothermie!) Auf einem Diamantenplaneten würde sich die Wärme schnell zerstreuen - was zu einem gefrorenen Kern führen würde. Auf dieser Basis hätte ein Diamantplanet keine geothermischen Ressourcen, keine Plattentektonik und könnte weder eine Atmosphäre noch ein Magnetfeld unterstützen.
"Wir denken, ein Diamantplanet muss ein sehr kalter, dunkler Ort sein", sagte Panero.
Wie sind sie auf ihre Erkenntnisse gekommen? Panero und der ehemalige Doktorand Jason Kabbes nahmen eine Miniaturprobe von Eisen, Kohlenstoff und Sauerstoff und setzten sie einem Druck von 65 Gigapascal und Temperaturen von 2.400 Kelvin (fast 9,5 Millionen Pfund pro Quadratzoll und 3.800 Grad Fahrenheit) aus - Bedingungen ähnlich denen der Erde tiefes Inneres). Als sie das Experiment mikroskopisch beobachteten, sahen sie, wie sich Sauerstoff mit Eisen verband, um Rost zu erzeugen… aber was übrig blieb, verwandelte sich in reinen Kohlenstoff und bildete schließlich Diamant. Dies führte sie dazu, sich über die Auswirkungen der Planetenbildung zu wundern.
"Bis heute wurden mehr als fünfhundert Planeten außerhalb unseres Sonnensystems entdeckt, aber wir wissen sehr wenig über ihre inneren Zusammensetzungen", sagte Unterborn, ein ausgebildeter Astronom.
"Wir untersuchen, wie flüchtige Elemente wie Wasserstoff und Kohlenstoff in der Erde interagieren, denn wenn sie sich mit Sauerstoff verbinden, erhalten Sie Atmosphären, Ozeane - Sie erhalten Leben", sagte Panero. "Das ultimative Ziel ist es, eine Reihe von Bedingungen zusammenzustellen, die notwendig sind, damit sich ein Ozean auf einem Planeten bildet."
Verwechseln Sie ihre Ergebnisse jedoch nicht mit aktuellen, nicht verwandten Studien, in denen die Überreste eines abgelaufenen Sterns aus einem binären System untersucht werden. Die Ergebnisse des OSU-Teams legen lediglich nahe, dass sich diese Art von Planeten in unserer Galaxie bilden könnte, aber wie viele oder wo sie sich befinden könnten, ist noch sehr offen für Interpretationen. Diese Frage wird von der Astronomin Jennifer Johnson aus Unterborn und dem Bundesstaat Ohio untersucht.
Weil Diamanten für immer sind ...
Originalgeschichte Quelle: Ohio State Research News.
