In Neptun regnet es Diamanten

Neptun und Uranus sind Planeten der Kategorie Eisriesen. An der Oberfläche von Neptun hat es -201 Grad Celsius.

Tief im Inneren der Planeten könnte es aber anders aussehen. Enorme Hitze und Druck könnten Diamanten regnen lassen.

Die Hypothese der Forscher ist, dass dies mehrere tausend Kilometer unter der Oberfläche passiert. Hitze und Druck splitten die dort vorhandenen Kohlenwasserstoffe, wie etwa Methan, auf. Der so freigesetzte Kohlenstoff wird zu Diamanten gepresst und sinkt noch tiefer Richtung des Kerns des Planeten. In ihrer Studie nennen die Forscher das „Diamanten-Regen“.

Laser-Schockwellen

Um zu zeigen, dass die These plausibel ist, haben die Forscher ein Experiment durchgeführt. Dafür wurde eine Technik namens „X-Ray Thomson Scattering“ eingesetzt. Als Probe wurde Polystyrol verwendet. Das ist Plastik, das auf Kohlenwasserstoff basiert. Ein optischer Laser erzeugt dann Schockwellen in der Probe.

Dadurch entstehen um die 4.700 Grad Celsius in der Probe und enormer Druck. Der Druck in dem Experiment liege bei 1,5 Millionen bar – laut den Forschern sind das in etwa 250 afrikanische Elefanten auf der Fläche eines Daumennagels. Hitze und Temperatur entsprechen so in etwa den Bedingungen, die in 10.000 Kilometern Tiefe in Neptun vorherrschen.

Um zu sehen, was jetzt im Inneren passiert, wurden Röntgenphotonen eingesetzt. Das Ergebnis: Der Kohlenstoff und Wasserstoff im Polystyrol wurden getrennt. Aus dem Kohlenstoff wurden Diamanten. Es blieb kein Kohlenstoff zurück, lediglich Wasserstoff.

Rätsel um Neptun gelöst

Laut den Forschern wisse man jetzt, dass es in Eisplanten so gut wie keinen Kohlenstoff gebe, sondern lediglich Diamanten. Dies könnte erklären, wieso Neptun im Inneren so heiß ist. Er gibt 2,6 mal mehr Energie ab, als er von der Sonne bekommt.

Wenn die Diamanten in das Innere des Planeten herunterregnen, könnte durch die so entstehende Reibung zwischen den Diamanten Hitze erzeugt werden. Diese wird an das umliegende Material abgegeben.

Diese Methode können laut den Forschern auch genutzt werden, um das Innere anderer Planeten zu untersuchen. Man könne etwa so überprüfen, wie sich Wasserstoff und Helium im Inneren von Gasriesen wie Jupiter und Saturn mischt und unter extremen Verhältnissen wieder trennt.

Solche Experimente helfen, die Klassen von Planeten, wie Eis- und Gasriesen, besser zu verstehen. Das wiederum kann Forschern behilflich sein, neu entdecke Exoplaneten besser einzuschätzen und zu untersuchen.