Im Neptun regnet es Diamanten

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22.08.2017

Im Neptun regnet es Diamanten

Internationales Forscherteam enthüllt Innenleben kosmischer Eisgiganten

Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) haben mit Teams unter anderem aus der TU Darmstadt und den USA gezeigt, dass sich in den Eisriesen unseres Sonnensystems „Diamantregen“ bildet.

Ein internationales Forscherteam konnte zeigen, dass sich im Inneren riesiger Eisplaneten, wie Neptun, Verbindungen aus Kohlenwasserstoff auftrennen. Der Kohlenstoff verwandelt sich dabei in einen „Diamantregen“. Grafik: Greg Stewart / SLAC
Ein internationales Forscherteam konnte zeigen, dass sich im Inneren riesiger Eisplaneten, wie Neptun, Verbindungen aus Kohlenwasserstoff auftrennen. Der Kohlenstoff verwandelt sich dabei in einen „Diamantregen“. Grafik: Greg Stewart / SLAC

Mit dem ultrastarken Röntgenlaser und weiteren Anlagen des Stanford Linear Accelerator Centers (SLAC) in Kalifornien simulierten sie Bedingungen wie im Inneren der kosmischen Giganten. So konnten die Forscher erstmals in Echtzeit die Aufspaltung von Kohlenwasserstoff und die Umwandlung des Kohlenstoffes in Diamant beobachten. Ihre Ergebnisse haben sie in der Fachzeitschrift „Nature Astronomy“ (DOI: 10.1038/s41550-017-0219) veröffentlicht.

Die jüngsten Ergebnisse des Teams von Dr. Dominik Kraus (HZDR) sind ein weiterer Höhepunkt der Arbeiten, die Physiker der TU Darmstadt seit vielen Jahren in internationalen Teams erfolgreich erforschen, erläutert Professor Markus Roth vom Institut für Kernphysik. Der Einsatz des Röntgenlasers der Linear Coherent Light Source (LCLS) in Stanford erlaubt dabei die physikalischen Bedingungen, wie sie im Inneren solcher Planeten herrschen, auf der atomaren Skala zu untersuchen. Die von Dr. Kraus geleiteten Experimente sind beispielgebend für die Qualität der Arbeiten, die vor einigen Jahren mit den an der TU Darmstadt entstandenen Doktorarbeiten von Alexander Pelka (jetzt XFEL Hamburg) zur Erzeugung flüssigen Kohlenstoffs (Experimente am VULCAN Laser, Rutherford Appleton Laboratory) und von Dominik Kraus begannen. Im Rahmen seiner Promotion untersuchte Kraus Phasenübergänge von Kohlenstoff bei Millionen-Atmosphären Druck setzte hierbei bereits Laser- und Röntgenstrahlen ein.

„Die Gruppe von Wissenschaftlern und Doktoranden der TU Darmstadt ist stolz, seit Jahren Teil dieser erfolgreichen Kollaboration zu sein“, so Professor Roth. Ab nächstem Jahr wird die TU Darmstadt durch eine Doktorandin an der LCLS in Stanford bei diesen Forschungen vertreten sein. In Zukunft werden Experimente der Darmstädter Physiker auch am XFEL in Hamburg, den neuen Laseranlagen Extreme LIGHT Infrastructure (ELI) in Europa und an der Facility for Antiproton and Ion Research in Europe (FAIR) in Darmstadt das Verständnis des Aufbaus fremder Welten erweitern.

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