Czy kosmos jest pełen diamentowych planet?

To będzie tekst o diamentowym karle, diamentowej planecie i diamentowym deszczu. Marilyn Monroe byłaby zachwycona. 

Niewiele jest przedmiotów tak silnie działających na wyobraźnię. O tym, że są najlepszymi przyjaciółmi każdej dziewczyny, śpiewała Marilyn Monroe w filmie „Mężczyźni wolą blondynki”. Największy ze znalezionych na Ziemi diamentów, Cullinan, ważył 621,2 grama i miał 10 centymetrów wysokości. A co byście powiedzieli na diament wielkości… planety? Choć brzmi to kuriozalnie, to astronomowie mają dowody, że takie obiekty nie tylko mogą istnieć w kosmosie, ale być może są tam całkiem częste.

Ogromna wartość ziemskich diamentów wynika z tego, że węgiel – jedyny (nie licząc domieszek) składnik diamentu – jest pierwiastkiem występującym na Ziemi dość rzadko. Jego zawartość w skorupie ziemskiej to zaledwie 0,018 proc. Dla porównania tlenu jest tu ponad 46 proc., krzemu – 27 proc.. Ba, nawet tytanu jest znacznie więcej. Jeśli weźmiemy pod uwagę całą planetę, z węglem jest jeszcze skromniej – to tylko 0,005 proc. masy całości.

Jednak to węgiel jest pierwiastkiem, który pozwolił powstać ziemskiemu życiu. Nic więc dziwnego, że istnienie światów bogatych w węgiel tak interesuje badaczy. Czy w takim miejscu mogłoby powstać życie i jak by wyglądało?

No dobrze, ale skąd pomysł diamentowej planety? Wiele wskazuje na to, że na niektórych planetach węgiel stanowi nie 0,005 proc. masy, ale… aż 75 proc. ich masy. I że te planety mogą być znacznie bardziej pospolite, niż naukowcy do tej pory przypuszczali. Potencjalnym źródłem drogocennych globów mogą być eksplozje gwiazd bogatych w węgiel. Wskutek takiego właśnie zdarzenia powstał pulsar PRS 1257+12, wokół którego krążą cztery planety. Jak przypuszczają naukowcy, każda z nich może być planetą diamentową.

Czy tak może wyglądać diamentowa planeta? Rys. Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Pierwszą w miarę pewną kandydatką do miana diamentowej planety wydawał się oddalony od nas o 40 lat świetlnych glob o nazwie 55 Cancri e, który okrąża widoczną z Ziemi gołym okiem gwiazdę podwójną 55 Cancri. W 2012 roku naukowcy z Uniwersytetu Yale obliczyli, że planeta ta składa się głównie z węgla, który występuje tu pod postacią grafitu i diamentu. Przy czym diament stanowi jedną trzecią jej masy – nic dziwnego, skoro panuje tu wysokie ciśnienie i temperatury sięgające 2700 stopni C.

Jednak niedługo cieszyliśmy się myślą o tym, że niemal w zasięgu naszego wzroku unosi się wielki diament. Nowe badania opublikowane przez „Astrophysical Journal” sugerują, że prawdopodobnie na planecie 55 Cancri e nie ma dość węgla, by mogła być zbudowana z diamentu.

Ale istnieją też i diamentowe gwiazdy. Jedna z nich, nosząca pospolite miano BPM 37093, została przez astronomów ochrzczona mianem Lucy – od tytułu piosenki Beatlesów „Lucy in the Sky with Diamonds”. Znajduje się około 50 lat świetlnych od Ziemi, w konstelacji Centaura. Naukowcy skwapliwie obliczyli, że ma wagę 10 kwadryliardów karatów. Dla porównania – Wielka Gwiazda Afryki (największy z brylantów uzyskanych z Cullinana) ma 530 karatów.

Kosmiczny skarb to biały karzeł – jądro bogatej w węgiel gwiazdy, która kiedyś była podobna do Słońca, ale zużyła całą energię i zgasła. Pozostała po niej mająca średnicę 1500 km bryła skrystalizowanego węgla, który jest niczym innym jak czystym diamentem.

My się rozglądamy za diamentami w kosmosie, a tymczasem w samym Układzie Słonecznym diamenty spadają z nieba jak deszcz. Prawdopodobnie dzieje się tak w bogatych w metan atmosferach Jowisza i Saturna, a niewykluczone też, że na Uranie i Neptunie.

Na Jowiszu i Saturnie zawarty w metanie węgiel wskutek wyładowań atmosferycznych przekształca się częściowo w sadzę, która, opadając, kondensuje w bryłki grafitu. Po przebyciu 6 tys. km ogromne ciśnienie przekształca je w diamenty. Jednak nie jest im pisane długie życie, bo kiedy pokonają 30 tys. km, roztapiają się w płynny węgiel w zetknięciu z gorącym jądrem planety.

Jakiej wielkości diamenty spadają z nieba na Saturnie i Jowiszu? Jako oczko w pierścionku usatysfakcjonowałyby nawet najbardziej wymagające gwiazdy Hollywood – twierdzą naukowcy z University of Wisconsin-Madison, którzy przedstawili tę odważną hipotezę. Ich zdaniem co roku na Saturnie może powstawać i ulegać zniszczeniu około 1000 ton diamentów. Co za marnotrawstwo.

Ten artykuł ukazał się również na stronie Centrum Nauki Kopernik

Aleksandra Stanisławska, Piotr Stanisławski

PRZECZYTAJ TEŻ HISTORIĘ SONDY KOSMICZNEJ, KTÓRĄ NAJPIERW PORWANO, POTEM WYKORZYSTANO I PRÓBOWANO ZABIĆ. ALE ONA SIĘ NIE DAŁA

Czego u nas szukaliście?

• planeta z diamentu