08:24 23 Oktober 2020
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    Kann es da draußen Exoplaneten geben, die zu einem großen Teil aus Diamant bestehen? Dazu müsste nur der Kohlenstoffanteil hoch genug sein und Wasser hinzukommen. Diese Hypothese haben Forscher immerhin in einem Experiment auf der Erde bereits bestätigen können. Die Planeten selbst warten aber noch darauf, gefunden zu werden.

    Seit der Entdeckung des ersten Exoplaneten im Jahr 1995 hat sich einiges getan. Mittlerweile sind über 4000 solcher Himmelskörper bekannt, die außerhalb unseres Planetensystems Sterne umkreisen. Einsichten in die Beschaffenheit dieser Himmelskörper und über ihre Lebensfreundlichkeit bieten Werkzeuge wie das Hubble-Weltraumteleskop, der TESS-Satellit oder seit neustem auch das CHEOPS-Weltraumteleskop.

    In einer neuen Studie, die kohlenstoffreiche Exoplaneten in den Fokus nimmt, spekulieren Forscher der Arizona State University und der University of Chicago über eine ganz besondere Form dieser Objekte, die aus Diamant und Kieselsäure bestehen.

    So könnten sich Diamant-Planeten bilden

    Wenn Sterne und Planeten sich aus einer Gaswolke bilden, ähneln sie sich in ihrer chemischen Zusammensetzung. Ein Stern mit einem geringeren Verhältnis von Kohlenstoff zu Sauerstoff wird über Planeten wie die Erde verfügen, die aus Siliziumverbindungen und Oxiden bestehen und daneben nur einen geringen Diamant-Anteil aufweisen.

    Ist das Verhältnis von Kohlenstoff zu Sauerstoff aber beim Mutterstern erhöht, dann sind sind auch die Exoplaneten kohlenstoffreicher. Solche Planeten, mutmaßen die Forscher, könnten sich in Diamant und Kieselsäure umwandeln, wenn Wasser hinzukommt.

    Im Experiment auf der Erde hat es geklappt

    Diese Hypothese haben die Forscher im Experiment geprüft, indem sie das Innere von Kohlenstoffplaneten mit hoher Temperatur und hohem Druck simuliert haben. Für diesen Zweck haben sie eine Diamant-Stempel-Presse verwendet, die zur Verdichtung von Proben unter sehr hohem Druck eingesetzt wird. Das Prominenteste und namensgebende Beispiel ist dabei die Verdichtung von Graphit zu Diamant.

    Die Forscher gaben Siliziumkarbid – eine Verbindung aus Silizium und Kohlenstoff – in Wasser und verdichteten die Probe zwischen Diamanten mit einem sehr hohen Druck. Um die Reaktionen zu untersuchen, erwärmten sie die Probe daraufhin mit einem Laser und führten zugleich Röntgenmessungen durch. In diesem Experiment konnten sie die Hypothese bestätigen: Mit hoher Hitze und großem Druck reagierte das Siliziumkarbid mit Wasser und wandelte sich in Diamanten und Kieselsäure um.

    Bei den Entfernungen, in denen sich solche, bislang nicht nachgewiesene, Diamanten-Brocken befinden dürften, ist eine wirtschaftliche Seite ausgeschlossen. Die Planeten dürften ferner laut den Forschern nicht lebensfreundlich sein.

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    Tags:
    Weltraumforschung, Astrophysik, Exoplaneten