2012年,科学家宣布发现了一颗行星,名为55 Cancri e,这颗行星是由钻石构成的。这一想法是基于对行星大小和密度的估算。
然而,在他们的研究发表后不久,其他研究表明他们是错误的。
行星科学研究所(位于图森)的高级科学家Roger Clark解释说,为了得出这些结论,科学家们会反向工作,从行星的大小和质量开始。他们利用这些信息来估算密度,然后确定什么样的材料可以产生这种密度。但是,他说,“这并不能证明那些材料就在那里。”
虽然55 Cancri e整个行星可能不是由钻石构成的,但有充分理由相信,在地球之外的宇宙中,确实存在钻石,以及欧泊、红宝石和蓝宝石等其他珍贵宝石。
斯坦福大学地质科学教授Wendy Mao说:“只要有合适的化学成分、温度和条件,我们就有可能在太空中形成各种各样的宝石。”
钻石
Mao说:“钻石就是纯碳。”而碳在宇宙中非常丰富。然而,钻石并非在有碳的地方就会自发形成;必须存在特定的环境。除了极高的温度和压力,钻石还在缺乏氧气的环境中形成。
Mao解释说,地球表面实际上也不应该存在钻石。“它不稳定,”她补充说,一颗纯钻石无法承受一场房屋火灾,因为高温会使其与大气中的氧气发生反应。“如果它能与氧气反应,它就会变成二氧化碳或石墨,从而破坏钻石。”
1987年,科学家们在陨石中发现了纳米金刚石——微小的金刚石碎片。在这些纳米金刚石内部,研究人员后来发现了被捕获的气体和矿物质,这些物质提供了关于它们形成的时间和地点的线索。例如,尤利特陨石——一种碳含量很高的陨石,以1886年被陨石击中的村庄Novy Urey的名字命名——含有钻石。在这些钻石中,研究人员发现了表明这些宝石是在与太阳系早期行星一样古老的行星体内形成的材料。然而,一些科学家仍然对此表示怀疑,并认为这些钻石可能是由小天体之间发生的强烈碰撞造成的。
研究人员还怀疑海王星和天王星上可能在“下钻石雨”。科学家们在地球上进行了实验,模拟了这些行星上的温度和压力,发现它们足以形成钻石。然后,由于钻石比周围环境重,它们会下沉到行星内部——有点像下雨。下沉的钻石会产生摩擦,研究人员认为这可能有助于解释为什么这些冰行星产生的热量比我们预期的要多。
欧泊、红宝石和蓝宝石
欧泊的形成需要水和加热事件,例如火山爆发或大型撞击——Clark的团队知道这两种情况都存在于火星上。他说,在天文学界,有一个关于“NASA每月宣布发现火星水的笑话”。“从所有探测器拍摄到的火星的每一次红外光谱中——所有地方都显示有水。所以火星到处都有某种程度的水。”
红外光谱是测量特定材料吸收红外光量的测量方法。光谱是一条水平线,上面有一系列类似于心率测量值的尖峰,它允许科学家识别不同的化合物,如矿物质。
但是,研究人员不能只测量整个行星的光谱。他们只能使用这项技术一次只观察一个非常小的区域。“我们只能看到邮票大小的区域,才能获得非常精细的细节,”Clark说。在2008年,在他的一张“邮票大小”的观察区域中,他的团队发现了欧泊二氧化硅,这是欧泊的构成要素。他说,由于火星大部分地区被沙尘暴覆盖,“很难找到其他矿物暴露出来的地方,在那里我们可以真正了解这颗行星的历史。所以,找到可以看到其他矿物的地方总是令人兴奋的”,即使这是意料之中的。
研究人员甚至预测,其他太阳系中的遥远行星可能充满了像红宝石和蓝宝石这样的宝石,这取决于它们的尺寸和与中心恒星的距离。科学家们在月球岩石中发现了立方氧化锆的证据,这表明宇宙不仅拥有钻石,还拥有它自己的防火仿制品。宇宙可能闪烁着珍贵的宝石,尽管Mao强调,它们可能不像地球珠宝盒里的那些。“形成真正优质宝石——晶体大、清晰或具有我们想要的颜色的条件,确实需要水的相互作用,”Mao说,而这种相互作用“可能在某种程度上是地球上我们所知的液态水所独有的。”














