در اعماق قلب نپتون و اورانوس، الماس مي‌بارد. حالا دانشمندان با آزمايشهاي خود به شواهدي رسيده‌اند كه علت اين پديده را توضيح مي‌دهند. طبق فرضيه‌ها، گرما و فشار متراكم در عمق هزاران كيلومتري سطح غول‌هاي يخي نپتون و اورانوس، منجر به جداسازي تركيب‌هاي هيدروكربني مي‌شود. در چنين شرايطي كربن به‌صورت الماس فشرده مي‌شود و در اعماق هسته‌ي سياره فرود مي‌آيند.
در آزمايش جديد براي اندازه‌گيري دقيق فرايند باران الماس از ليزر پرتوي ايكس LCLS (منبع نور منسجم ليناك) در آزمايشگاه ملي شتاب‌دهنده‌ي SLAC استفاده شد. طبق نتايج، در اين فرايند كربن به‌صورت مستقيم تبديل به الماس كريستالي مي‌شود. به گفته‌ي مايك دان، فيزيكدان پلاسما و رئيس LCLS:
اين پژوهش درباره‌ي حل‌پذيري و تركيب دو عنصر است، پديده‌اي كه مدل‌سازي محاسباتي آن بسيار دشوار است. جداسازي عناصر را مي‌توان به تجزيه‌ي مايونز به روغن و سركه هم تشبيه كرد.
نسبت به سياره‌هاي ديگر منظومه‌ي شمسي، از نپتون و اورانوس اطلاعات كمتري در دست است؛ زيرا تنها كاوشگر فضايي وويجر ۲ به اين دو سياره نزديك شده است و تنها يك بار از روي آن‌ها عبور كرده است و مدت مأموريت هم طولاني نبوده است.
اما مشابه غول‌هاي يخي نپتون و اورانوس، در راه شيري بسيار متداول هستند. سياره‌هاي فراخورشيدي شبه نپتون ۱۰ برابر رايج‌تر از سياره‌هاي شبه مشتري هستند. درنتيجه درك غول‌هاي يخي منظومه‌ي شمسي براي درك ديگر سياره‌هاي كهكشان ضروري است؛ و با درك بهتر اين سياره‌ها، مي‌توان از اتفاق‌هاي زير جو آبي آن‌ها با خبر شد.
از طرفي جو نپتون و اورانوس از هيدروژن و هليوم تشكيل شده است و درصد كمي گاز متان در آن وجود دارد. زير اين لايه‌هاي جوي، مايعي جديد و متراكم از مواد يخي مثل آب، متان و آمونياك دورتادور هسته را گرفته‌اند.
فيزيكداني به‌نام دومينيك كراوس در آزمايش قبلي خود در SLAC، از انكسار پرتوي ايكس براي نمايش باران نپتوني استفاده كرد. حالا كراوس و تيم او پژوهش‌هاي خود را به يك پله بالاتر برده‌اند. او درباره‌ي جديدترين تلاش‌هاي خود مي‌گويد:
روش جديد براساس پراكنده‌سازي پرتوي ايكس است. آزمايشهاي ما پارامترهاي مهمي از مدل را ارائه مي‌كنند كه در گذشته مبهم بودند. با كشف سياره‌هاي فراخورشيدي بيشتر، ارتباط بيشتري با آزمايش‌ها پيدا خواهيم كرد.
مدل‌سازي محيط داخلي غول‌هاي گازي روي زمين كار دشواري است. براي اين كار نياز به تجهيزات ويژه‌اي مثل LCLS و مواد مشابه عناصر سياره‌هاي غول‌آسا است. پژوهشگرها براي رسيدن به اين هدف به‌جاي متان از هيدروكربن پلي استيرن استفاده كردند.
اولين گام، افزايش حرات و فشار ماده براي شبيه‌سازي شرايط عمق ۱۰۰۰ كيلومتر نپتون است. در اين مرحله پالس‌هاي ليزري، موج‌هاي ضربه‌اي را در پلي‌استيرن توليد مي‌كنند و دماي ماده تا ۴۷۲۷ درجه‌ي سانتي‌گراد بالا مي‌رود. با افزايش دما فشار هم افزايش مي‌يابد. به گفته‌ي كراوس، «ما فشار تقريبي ۱.۵ ميليون باري را توليد كرديم كه هم ارز با فشار وزن ۲۵۰ فيل آفريقايي روي يك انگشت دست است.»
در آزمايش قبلي از انكسار پرتوي ايكس براي مطالعه ماده استفاده شد. اين روش براي موادي با ساختارهاي كريستالي نتايج خوبي دارد اما براي مولكول‌هاي غيركريستالي مبهم است بنابراين نتيجه‌ي ناقصي در آزمايش قبلي به دست آمد. پژوهشگرها در آزمايش جديد از روش متفاوتي استفاده كردند. آن‌ها در اين روش به اندازه‌گيري نحوه‌ي پراكندگي پرتوهاي ايكس از الكترون‌هاي پلي‌استيرن پرداختند. به اين ترتيب نه‌تنها موفق به مطالعه تبديل كربن به الماس شدند بلكه ديگر اتفاقات مثل تقسيم هيدروژني را هم مشاهده كردند. در اين آزمايش هيچ كربن زائدي باقي نماند. به گفته‌ي كراوس:
در رابطه با غول‌هاي گازي مي‌دانيم كربن پس از جداسازي مستقيما به الماس تبديل مي‌شود و وارد فاز مايع نمي‌شود.
نكته‌ي عجيب درباره‌ي نپتون اين است كه دماي داخل آن فراتر از حد قابل انتظار است. درواقع گرماي داخل نپتون ۲/۶ برابر بيشتر از گرماي دريافتي آن از خورشيد است. اگر الماس‌ها كه متراكم‌تر از مواد اطرافشان هستند، داخل نپتون ببارند، مي‌توانند انرژي گرانشي آزاد كنند كه اين انرژي به گرما تبديل مي‌شود كه بر اثر اصطكاك بين الماس‌ها و مواد اطراف آن‌ها به وجود مي‌آيد. طبق آزمايش فوق، نيازي به تعريف جايگزين نيست و از اين روش مي‌توان براي مطالعه فضاي داخلي سياره‌هاي ديگر منظومه‌ي شمسي هم استفاده كرد. به گفته‌ي كراوس:
با اين روش مي‌توانيم به اندازه‌گيري فرآيندهاي جذابي بپردازيم كه بازسازي آن‌ها كار دشواري است... براي مثال مي‌توانيم به مقدر عناصري مثل هيدروژن و هليوم در غول‌هاي گازيم شتري و زحل پي ببريم، اين عناصر را در شرايط شديد جدا كرده تركيب كنيم و به روشي جديد براي مطالعه تاريخچه‌ي تكاملي سياره‌ها و منظومه‌هاي سياره‌اي برسيم. اين آزمايش مي‌تواند مقدمه‌اي براي آزمايش‌هايي باشد كه در آينده به مطالعه اشكال مختلف انرژي حاصل همجوشي مي‌پردازند.
هم انديشي ها