Kein Diamantenregen auf Neptun

 Schnappschuss von kristallisierenden Kohlenstoff-Atomen unter Bedingungen, wie sie im Inneren von Uranus herrschen. Bild: L. M. Ghiringhelli, American Physical Society
Schnappschuss von kristallisierenden Kohlenstoff-Atomen unter Bedingungen, wie sie im Inneren von Uranus herrschen. Bild: L. M. Ghiringhelli, American Physical Society
Die Gasplaneten Uranus und Neptun sind wahrscheinlich keine Diamantfabriken. Stattdessen könnte sich in den kohlenstoffreichen Schichten solcher Planeten ein wesentlich weniger begehrtes Material bilden, nämlich Graphit. Das fanden Forscher von zwei niederländischen Forschungsinstituten durch Modellrechnungen heraus.
Die Gasriesen Neptun und Uranus besitzen unterhalb einer äußeren Atmosphäre, die aus Wasserstoff und Helium besteht, eine Lage aus dem Kohlenwasserstoff Methan (CH4). Sie macht 10 bis 15 Prozent des Planetengewichts aus. Die größeren Planeten Jupiter und Saturn enthalten wesentlich weniger Kohlenstoff.

1999 hatten Experimente an der Universität von Kalifornien in Berkeley in der Gemeinde der Planetenforscher für Aufregung gesorgt: Dort hatte ein Wissenschaftlerteam Methan in einer Diamantpresse dem hohen Druck und den Temperaturen ausgesetzt, wie sie in der Atmosphäre des Planeten Neptun herrschen ? 2.000 bis 3.000 Grad Celsius und etwa dem 500.000-fachen Atmosphärendruck. Aus dem Gas formten sich während des Experiments winzige Diamantsplitter, die in einer Suppe aus höheren Kohlenwasserstoffen schwammen. Einige Forscher spekulierten daraufhin, auf den Gasplaneten könnte es Diamanten hageln.

Ein solches Szenario ist aber eher unwahrscheinlich, stellten nun Luca Ghiringhelli und Kollegen fest. Ihren numerischen Analysen zufolge sind die Umweltbedingungen in den Riesenplaneten eher dazu geeignet, schnöden Graphit entstehen zu lassen ? also Kohlenstoff in seiner weniger dichten Form. Es sei zwar nicht völlig unmöglich, dass sich edler Diamant bildet. Aber es würde mehrere Milliarden Jahre dauern, bis genug geeignete Kristallisationskeime entstehen, schreiben die Forscher.

Im Inneren von alten Sternen aber, den so genannten weißen Zwergen, sind die Kristallisationsbedingungen für Diamanten nach Meinung der Forscher besser. Tatsächlich entdeckten Astronomen vom Harvard Smithsonian Center for Astrophysics 2004 einen entsprechenden Himmelskörper: Der 50 Lichtjahre entfernte weiße Zwerg im Sternbild Zentaur ist komplett kristallisiert und hat einen Durchmesser von 4.000 Kilometern ? ein kosmischer Diamant von zehn Milliarden Billionen Billionen Karat.
Luca Ghiringhelli (Universität Amsterdam) et al.: Physical Review Letters, im Druck

Ute Kehse


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