In een experiment waarbij natuurkundigen diamantjes uit plastic maakten, zou blijken dat het in het binnenste van Uranus en Neptunus met regelmaat diamanten kan regenen.

Op zoek naar de duurste diamanten ring ooit voor je partner? Kijk dan eens op de ijzige gasplaneten Uranus en Neptunus. Daar regent het naar verluidt diamanten van miljoenen karaat per stuk. Er zit mogelijk zelfs een dikke diamantlaag om de kern. Zo lijkt een experiment onder leiding van Dominik Kraus (Helmholtz Zentrum Dresden-Rossendorf), waarbij nanodiamantjes uit plastic werden gemaakt, aan te tonen.

Intense laser

De theorie over een diamantenregen op Uranus en Neptunus bestaat al langer, maar het bewijzen ervan is lastig. Je moet daarvoor de extreme druk en temperatuur die heerst in het binnenste van de reuzenplaneten op aarde nabootsen. Dit lukte de onderzoekers, met behulp van de intense optische laser van het Matter in Extreme Conditions-(MEC)-instrument van het SLAC National Accelerator Laboratory.

In het binnenste van de planeten vind je vooral veel methaan. Dit wordt met behulp van waterstof en koolstof – ook veel gevonden ingrediënten binnenin – omgezet in koolwaterstofketens. (Diamant is ook een koolstof-koolstofverbinding.) Om dit te simuleren nam het onderzoeksteam polystyreen, een soort plastic bestaande uit koolstof en waterstof.

Miljoenen karaat

Door de laser af te vuren op het plastic ontstonden er schokgolven. De tweede was daarbij sterker en een stuk sneller dan de eerste, waardoor er overlap ontstond. Tijdens dit moment van overlap bereikten de druk en temperatuur een piek. En dat was het moment dat de meeste diamantjes vormden, zagen de onderzoekers dankzij de femtoseconde-pulsen van de LINAC Cohorent Light Source (LCLS), een van de sterkste röntgenstraal-bronnen ter wereld.

De diamantjes waren maar een paar nanometer groot. Niet zo gek, want de piekomstandigheden duurden ook maar enkele femtoseconden (biljardsten van een seconde). Op Uranus en Neptunus bestaan de condities continue, en dus denken de wetenschappers dat de diamanten daar miljoenen karaat in gewicht kunnen worden. De diamanten zakken vervolgens in de loop der duizenden jaren door de ijslagen om de kern heen. Er zou dus een dikke diamanten laag op de kern rusten.

Exotische blauwe gloed

“Een heel spannend bericht. Wie wil er nu niet lezen over diamantregens op Neptunus tijdens zijn zonovergoten vakantie?”, mailt sterrenkundige Simon Portegies Zwart (Universiteit Leiden) vanaf zijn vakantieadres. “Dat het diamanten regent op de ijsreuzen werd al langer gedacht. De exotische blauwe gloed van deze planeten gaf hiervoor al de nodige hints. Maar hoe die diamanten precies ontstaan, doet pas deze huidige studie op interessante wijze uit de doeken.”

Allemaal erg gaaf dus voor planeetwetenschappers, maar met deze kennis kunnen we ook goed vooruit op andere vlakken. Zulke nanodiamantjes kunnen worden gebruikt in de geneeskunde en verwerkt in elektronica. Nu worden ze gemaakt uit explosieven, maar met laserproductie kan dat veel veiliger en schoner. “Jammer alleen dat het op deze wijze maken van diamanten vooralsnog een stuk meer geld kost dan het oplevert”, schrijft Portegies Zwart hierover.

Bronnen: Nature Astronomy, SLAC National Accelerator Laboratory, Wired.co.uk

Beeld: Greg Stewart/SLAC National Accelerator Laboratory

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer (geen verzendkosten). Abonnee worden? Dat kan hier!