Neptün ve Uranüs’te gökten elmas yağıyor

Fırtınalı atmosferlerindeki karbon, yağış sırasında önce grafite, sonra da elmasa dönüşüyor.

Uluslararası çapta bir araştırma ekibi, Neptün ve Uranüs’te etkili olduğu belirtilen ışıltılı elmas yağmurlarını ilk kez laboratuvar ortamında canlandırdı. Elmas kristallerinden oluşan yağışların gerçek olabileceği kanıtlandı.

İngiliz The Telegraph gazetesinin haberine göre, ABD, Birleşik Krallık ve Almanya’dan araştırmacılar, Güneş Sistemimiz içindeki buz ve gaz devi gezegenlerin derinliklerindeki hava koşullarını oluşturarak küçük elmas tanelerinin şekillenmelerini izledi.

Çalışmaya liderlik eden Alman bilim adamı Dominik Kraus ve ekibi, bu gezegenlerin atmosferleri ile ilgili yeni verilerin bol miktarda karbona işaret ettiğini söylüyor. Olağanüstü derecede şiddetli gaz ve şimşek fırtınaları, gezegenlerdeki metan gazını karbona dönüştürüyor. Madde, yağış sırasında katılaşarak önce grafit (saf yumuşak karbon) parçalarına daha sonra da elmasa dönüşüyor.

slac1
Deneyin gerçekleştirildiği SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı

ABD’nin California eyaletindeki SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı’nda yapılan deney kapsamında, yoğun miktarda karbon içeren polistiren (strafor) tabakasına aşırı yüksek ses dalgaları ile söz konusu gezegenlerin içindeki muazzam basınç seviyeleri uygulandı. Karbon atomlarının birkaç nanometre genişliğinde küçük elmaslara dönüştüğü görüldü. (1 nanometre = milimetrenin milyonda biri). Neptün ve Uranüs’te bu elmas tanelerinin daha büyük olduğu, milyonlarca karat ağırlığa ulaşabildikleri belirtiliyor.

Araştırmaya göre, her şey atmosferin üst tabakasında şimşek çakması sonucu metanın dönüşüme uğradığı fırtına geçitlerinde başlıyor. İs, düşerken üzerindeki basınç artıyor ve yaklaşık 1600 kilometre sonra grafite, yani kurşun kalemlerde görülen türden karbona dönüşüyor. 6 bin kilometre derinlikte, düşen grafit parçaları sertleşerek elmaslaşıyor. Soğuk bir merkeze sahip olan Uranüs ve Neptün’de elmaslar sonsuza kadar kalabilir.

imageneptune_full.jpg
Mavi rengini atmosferindeki metan ve hidrokarbondan alan Neptün gezegeni (NASA)

Araştırmacılar milyonlarca yıldır, elmasların bu iki gezegende buz katmanları boyunca yavaşça battığını ve çekirdek etrafında kalın bir tabaka halinde toplanmasının mümkün olduğunu kaydediyor.

Jüpiter ve Satürn’de ise durum biraz farklı. Elmas taneleri bu gaz devi gezegenlerde en az 30 bin kilometre daha derinliklere düşüyor. Aşırı diplerde basınç ve ısı öylesine büyüktür ki elmaslar artık katı halde kalamaz. Bu derinlikte karbona ne olduğuna dair belirsizlik söz konusu. İhtimallerden biri, katı elmasların yüksek ısı karşısında eriyerek sıvı ‘karbon denizi’ oluşturması.

Gezegenlerin büyüklüğünü de dikkate aldığınızda mevcut olabilecek karbon (dolayısıyla elmas) miktarı azımsanmayacak kadar çok olabilir. Bilim insanları, bu vahşi ve gizemli diyarların ıssız derinliklerinde insanların hayal bile edemeyeceği güzellikte manzaraların saklı olabileceğinde hemfikir.


(Bilimpro.com haber içerikleri kaynak gösterilmeden ve yazarın adı belirtilmeden alıntı yapılamaz, kanuna aykırı ve izinsiz kopyalanamaz, başka yerde yayınlanamaz)

Çelik gibi sert, lastik kadar esnek..

Çinli araştırmacılar karbon elementinin daha önce bilinmeyen bir ‘mucize’ formunu geliştirdi.

Çinli bilim insanları, elmas ve kömürün hammaddesi karbon elementinin çok güçlü, elastik, hafif ve elektriği iletebilen yeni bir formunu meydana getirdi. Karbonun daha önce görülmemiş bu versiyonu, sadece bir dizi yeni özellik sunmakla kalmıyor, uygulanan yöntemle bütün elementlere yönelik benzer keşifleri şimdiden haber veriyor.

Evrendeki en bol dördüncü, insan vücudunda ise oksijenden sonra ikinci en çok kimyasal element olan karbon, dünyadaki yaşamın anahtar bileşenlerinden biri. Fiziksel açıdan karbon gibi çok fazla özelliği bulunan elementlerin sayısı az. Değişik atomik konfigürasyonları sayesinde bilinen en sert materyallerden olan elması, kaygan yapıdaki grafiti ya da bilimin yeni malzemelerinden güçlü grafeni oluşturabilirsiniz.

Nano Magazine dergisinin haberine göre, Qinhuangdao kentindeki Yanshan Üniversitesi araştırmacıları ise, karbonun yeni formunu oluşturmak için elementi 1000 derecelik bir ısıya maruz bıraktı. Daha sonra normal atmosfer basıncından 250 bin kat fazla bir basınç uyguladı. Bir dizi işlemin ardından ultra-güçlü ve süper-bükülgen bir karbon formu, yani ‘Sıkıştırılmış Camsı Karbon’ ortaya çıktı.

1-newformofcar1
Sıkıştırılmış Camsı Karbon. (Bu illüstrasyon, söz konusu malzemeye elektron mikroskobu ile bakıldığında görülen yapıyı temsil ediyor) – Timothy Strobel

Bu yeni malzeme, yaygın metal ve alaşımlardan yaklaşık 5 kat daha güçlü. Esnekliği ise organik kauçuk ve silikadan fazla. Olağanüstü spesifik sıkışma mukavemeti var. (Yaygın seramiklerden 2 kat fazla). Aynı zamanda lokal deformasyonlara karşı sağlam elastik toparlanma sergiliyor. Daha önce yapılmış ısıtma ve basınç işlemlerinden farklı olarak en doğru kombinasyonun uygulandığı belirtiliyor.

Araştırmayı yürüten ekipten Zhisheng Zhao, “Bu yeni iletken materyal, yakında ulaşım araçlarının gövdelerinden robotların dış iskeletlerine, mimari yapılardan uzay gemilerine kadar sayısız alanda çığır açıcı gelişmelerin yaşanmasını sağlayabilir. Yüksek mukavemeti, olağanüstü elastikiyeti ve hafifliği sayesinde ağırlık tasarruflarının önemli olduğu uygulamalarda kullanılabilir, malzeme maliyetlerini düşürebilir” diyor.

Sıkıştırılmış Camsı Karbon’un hangi endüstrilerde kullanılacağını yakında göreceğiz. Zhisheng Zhao ve ekibi, geliştirdikleri metot sayesinde diğer elementlerin de bilinmeyen yeni formlarının oluşturulabileceğini, araştırmalarını sürdüreceklerini belirtiyor.


(Bilimpro.com haber içerikleri kaynak gösterilmeden ve yazarın adı belirtilmeden alıntı yapılamaz, kanuna aykırı ve izinsiz kopyalanamaz, başka yerde yayınlanamaz)