海王星和天王星内部存是什么样的？海王星和天王星内部存在钻石雨(3)

克劳斯说：“我们现在拥有一个基于X射线衍射的非常有前景的新方法，我们的实验提供了重要模型参数，在此之前的实验中存在诸多不确定性，随着近年我们发现的系外行星越来越多，这一点就变得不重要了。”

在实验室复制巨行星内部结构是一项挑战，研究人员需要一些精密设备，例如：直线加速器相干光源，同时，还需要一种物质来复制巨行星内部，为此，研究小组使用碳氢聚苯乙烯（C8H8）代替甲烷（CH4）。

实验第一步是对材料进行加热加压，从而复制海王星地下1万公里处的内部环境：光学激光脉冲在碳氢聚苯乙烯中产生冲击波，使材料加热至大约4727摄氏度，从而形成强大压力。

克劳斯说：“我们在实验室制造了15万兆帕的压力，这相当于将250头非洲大象的重量放置在拇指甲上产生的压力。”

在之前的实验中，我们使用X射线衍射来探测材料，这对晶体结构的材料非常有效，但对非晶体分子就不那么有效，所以形成的图像并不完整。目前，在最新实验中，研究小组使用了另一种方法，能够测量X射线是如何散射聚苯乙烯中的电子。

这不仅能让他们观察到碳转化为钻石的过程，还能观察到样本的其他部分发生了什么——它分裂成氢，几乎没有剩余的碳。

克劳斯说：“目前在冰巨星的实例中，我们知道碳在分离时几乎完全形成了钻石，而且没有流体过渡的形式。”

这是非常重要的，因为海王星存在一些非常奇特的现象，它的内部温度远高于应有温度，事实上它释放的能量是吸收太阳能量的2.6倍。

如果是钻石，它将比周围的物质密度更大，这些钻石以微粒形式像雨点一样降落至行星内部，它们可能释放重力能量，将其转化为钻石和周边物质摩擦产生的热量。

这项实验表明，我们不需要另一种解释，至少现在还不需要，同时，该研究证实一种可以“探测”太阳系其他行星内部结构的方法。

克劳斯说：“这项技术帮助我们完成有趣的实验过程，否则我们很难发现巨行星的内部结构机制。例如：我们能够洞察木星、土星这样气态巨行星内部的氢和氦，它们如何在极端条件下混合和分离。这是研究行星和行星系进化史的一种新方法，同时也为未来研究聚变产生能量提供实验依据。”

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