臺北市立天文科學教育館

如果我們能穿越海王星那厚重的大氣層深處，或許能夠親身體驗到一種迷人的現象，那就是鑽石雨敲打在我們身上，根據跨國科學家團隊的新研究，這種閃亮鑽石的降雪在整個宇宙中可能相對常見。

由於海王星和天王星等冰巨行星的大氣深處具有超高的溫度和壓力，碳可以在這裡結晶成鑽石，這些條件會分解甲烷等碳氫化合物，使其中的碳原子與其他四個碳原子結合，形成固態鑽石微粒。

根據模擬實驗室條件中的實驗，這種鑽石形成的溫度和壓力閾值比科學家之前認為的要低，這就使得鑽石雨在較小的氣體行星，即所謂的「迷你海王星」上成為可能，而在太陽系之外，我們已經知道有很多這樣的行星。

研究團隊使用歐洲XFEL（X射線自由電子雷射裝置）來監測從聚苯乙烯薄膜中形成的鑽石，該薄膜被推向夾縫式設置中的極高壓力，這樣的配置讓研究團隊能夠在更長的時間裡觀察這個過程。持續的觀察顯示，儘管強大的壓力和超高溫度仍然是必要的，但它們可能不必像以前想像中的那麼極端。這代表著鑽石雨可能在比科學家過去估計的深度更淺的地方形成，也同時意味著下降的鑽石微粒會帶著氣體和冰一起，可能比我們以前理解的更直接地影響這些行星的磁場。

圖說：歐洲XFEL的部分實驗裝置一景。

像海王星和天王星這樣的冰行星的磁場不具有對稱性，這一直是一個謎，顯示磁場不一定是在行星核心中形成的，而鑽石的形成可能有助於解釋這一點。近年來，科學家已經逐漸理解這個過程，在遙遠的系外行星上是如何運作相同的過程或可能產生的影響。或許有一天我們將能夠在海王星和天王星的苛刻大氣中進行一些實地研究，以親眼見證這種鑽石雨是如何形成的，該研究結果已經發表於《自然．天文學》期刊上。（編譯／許晉翊）

資料來源：Science Alert