Les pluies de diamants d’Uranus et de Neptune reproduites en laboratoire
Les astronomes l’appellent “la pluie du diamant” mais personne ne l’a encore jamais vu jusqu’à maintenant.
L’intérieur des planètes comme Neptune ou Uranus se compose d’un noyau solide entouré de couches épaisses de “glace”, qui sont principalement constituées d’hydrocarbures, d’eau et d’ammoniaque.
Selon les calculs, à plus de 8000 kilomètres sous ses couches de glace, la pression est tellement grande que les atomes de carbone sont si compressés ensemble qu’ils forment des diamants qui, ensuite, s’enfoncent à travers le fond de la glace vers le noyau solide.
Récemment, des scientifiques utilisant le Centre de l’accélérateur linéaire de Stanford (SLAC) à l’université de Stanford en Californie ont réussi à créer des pluies de diamants dans les conditions contrôlées du laboratoire.
Une équipe dirigée par Dominik Kraus du centre de recherche Helmholtz Zentrum Dresden-Rossendorf en Allemagne a soumis du plastique à des ondes de choc en l’exposant à l’énergie intense produite par le laser à rayons X du SLAC, connue sous le nom de Linac Coherent Light Source (LCLS).
L’expérience a conduit presque tous les atomes de carbone dans le plastique à se combiner en structures diamantées de quelques nanomètres de largeur.
Selon Kraus :
Auparavant, les chercheurs pouvaient seulement supposer que les diamants s’étaient formés. Quand j’ai vu les résultats de cette dernière expérience, c’était l’un des meilleurs moments de ma carrière scientifique.
Les astronomes pensent que les forces qui s’exercent profondément dans les manteaux gelés d’Uranus et de Neptune sont probablement si puissantes que chacun des diamants formés pourrait peser des millions de carats. Il est également possible que les noyaux solides des deux planètes soient revêtus d’une couche extérieure en diamant épais.
Mais, alors que les planètes ont eu des milliards d’années pour créer leur cargaison de diamants, l’expérience menée par l’équipe de Kraus n’a duré qu’un quadrillionième d’une seconde, mais assez long pour que la procédure soit observée, mesurée et enregistrée.
On pense que les pluies de diamants à l’intérieur des planètes pourraient faire office de source d’énergie, générant de la chaleur lorsque les diamants se déplacent vers le noyau.
Toujours selon Kraus :
Nous ne pouvons pas entrer dans les planètes et les regarder, donc ces expériences de laboratoire complètent les observations par satellite et télescope.
Et tandis que l’expérience a été menée pour donner un aperçu des processus planétaires éloignés, elle pourrait bien produire des avantages commerciaux ici sur Terre.
Des nanodiamants semblables à ceux créés par Kraus et son équipe ont une large gamme d’utilisations en médecine et dans l’industrie. Actuellement, ils sont créés au moyen d’explosions contrôlées. L’utilisation d’un laser offre plutôt une méthode de fabrication potentiellement plus efficace et beaucoup plus sûre.
L’étude publiée dans Nature Astronomy : Formation of diamonds in laser-compressed hydrocarbons at planetary interior conditions et présentée sur le site du centre de recherche Helmholtz Zentrum Dresden-Rossendorf : In Neptune, it’s raining diamonds.