天王星和海王星的逆天功能：只有1%的碳元素，也能压缩成钻石
天文学家在过去长期的研究中发现，海王星和天王星上存在着超强高压，能轻易把碳原子压成钻石。
然而从目前对两颗行星的探测情况来看，它们含有的碳元素仅有1%左右。
如果以地球为参考对象的话，那么行星要形成钻石至少需要碳元素达到15%左右，很明显天王星和海王星都达不到
【千问解读】
海王星和天王星是太阳系中的气态巨行星，同时也是八大行星中距离太阳最遥远的两颗行星。
天文学家在过去长期的研究中发现，海王星和天王星上存在着超强高压，能轻易把碳原子压成钻石。
然而从目前对两颗行星的探测情况来看，它们含有的碳元素仅有1%左右。
如果以地球为参考对象的话，那么行星要形成钻石至少需要碳元素达到15%左右，很明显天王星和海王星都达不到，因此长期以来科学家们认为这两颗行星上并没有人们所期待的钻石堆积如山。
然而根据美国《Science Alert》科学期刊6月29日的报道，美国斯坦福直线加速器中心的一支研究团队发布最新研究成果，该成果表示天王星和海王星内部可能在下钻石雨。
钻石是如何形成的？
学过中学化学的朋友应该知道，钻石和金刚石在本质上都是结晶碳。
最早对钻石本质进行解密的是法国化学家拉瓦锡，他在1772年通过凸透镜加热钻石的方法，使其在氧气中成功燃烧，然后通过测验发现产物中存在二氧化碳，从那时候起钻石的本质就被揭开了。
即使如此，它依然凭借着其稀有性和坚硬性，成为了绝大多数人追求的物质。
钻石的形成首先需要足够的碳元素，然后先在特定的温度、压力等环境条件下转化为石墨，石墨再继续在更高温、更高压的环境中结晶形成钻石。
经过科学家们的研究，理论上形成钻石的压力至少要达到4.5Gpa，这相当于在地下200公里的环境。
其次是温度至少要达到1100摄氏度，这种温度条件在工业上还是可以创造出来的。
为何两颗行星的碳元素不足，还能形成钻石？
对此该研究团队的等离子物理学家麦克·邓恩表示，虽然海王星和天王星上的碳元素不足，但是它们的碳氢化合物比较充足，可以利用分解碳氢化合物的方法来获得单一碳元素，碳元素在行星内部高温高压的环境下被压缩成钻石，并因为密度比周围的物质高而不断往下坠。
该研究团队不仅在前人研究的基础上提出了全新的假设，而且对假设进行了实验证明。
研究人员利用斯坦福直线加速器实验室里的X射线激光对钻石的形成进行了精确的测量，得到的结论是两颗行星内部的碳确实能够直接转化为钻石。
为什么要对海王星和天王星进行探究？
由于海王星和天王星距离地球十分遥远，因此能够探测这两颗行星的探测器并不多，目前就只有旅行者二号。
而且旅行者二号也不是专职对两颗行星进行探测，它只是在罗国的时候进行了短期的探测，然后就飞走了。
因此人类对这两颗行星的了解比对木星、土星的了解要少得多，这意味着这方面存在着等待人类去探索的广阔空间。
更重要的是，根据美国宇航局的研究发现，类似天王星、海王星这样的冰巨星在太阳系外更为常见，它们在银河系里的常见度是类似木星的行星的十倍左右。
因此如果能够对海王星和天王星的内部有所了解，那么科学家们则可以在不让探测器飞出太阳系的情况下对系外行星有更深入的了解。
什么想法诱导了新发现的产生？
起初科学家们对海王星和冥王星不抱太多希望，是因为这两颗行星上的碳元素实在是太少了。
但后来他们通过研究发现，它们的核心可能存在着水、甲烷和氨等物质，这为该研究小组的想法提供了基础条件。
而且已经有实验证明，在一定的压力和温度下，甲烷可以作为原料转化为钻石。
之后德国物理学家克劳斯使用X射线衍射证明了甲烷确实能够转化成钻石，因此该研究团队获得了启发，决定将该研究继续深入下去。
团队中的研究人员克劳斯表示，X射线衍射实验为他们新实验模型的搭建提供了一些重要参数，这也是后续研究能够顺利进行的重要基础。
研究团队如何进行模拟气态行星内部的钻石形成过程？
实验开始后，实验人员利用光学激光脉冲照射聚苯乙烯，使其产生强劲的冲击波，冲击波打在材料上让材料立马升温到4727摄氏度，同时将大大提高了环境压力。
研究人员克劳斯表示，实验中所产生的气压相当于将250头非洲象放在大拇指指甲盖上，其气压之高难以想象。
之前的实验普遍使用X射线衍射来探测材料的内部结构，但这种方法一般只对类似甲烷这种呈现晶体结构的物质有用，对非晶体结构的物质则很难呈现出完整的图片。
研究人员为了解决该问题，采用了另一种方法来观测聚苯乙烯电子的散射情况，实验最终呈现出了较好的观察结果。
该研究结果的意义重大，还可延伸到对木星和土星的研究
以上模拟实验证明，海王星和天王星的内部确实可能存在着下钻石雨的情况，这是首次有理论证明即使行星的碳元素不足，也有可能形成钻石，扩展了科学家们思考行星问题的思路。
同时也扩展了科学家对这两颗行星的认知，在得到一些真实的探索和研究数据之前，一切皆有可能。
此外，克劳斯还表示在实验室里模拟出的行星内部的极端环境条件，同样可用于研究木星和土星的内部情况。
这两颗气态行星的大气中也存在大量的氢气和氦气，但大气层下的世界则还是一片未知的世界。
或许未来可以通过该发现的研究方法来探索木星和土星的内部情况，甚至是形成过程和演化历史。
宇宙中的钻石星球，距离地球约50公里
钻石在地球上属于稀有度极高的物质，原钻经过人工打磨后价格居高不下，目前市面上钻石的价格至少在一克拉上万块。
而且钻石越大，每克拉的价格就越高，因此往往会出现一些十克拉不到的钻石价格就去到了上百万。
正因为钻石在地球上的价格很高，因此不少网友打起了其他星球的主意。
如果能够在宇宙中发现更多的钻石星球，等到人类航天技术发展到足够高的水平时，便可以对它们进行开采了。
这样的想法还真不是白日梦，至少科学家们已经在宇宙中发现了货真价值的钻石星球。
这颗编号为 BPM37093的星球是美国天文学家在2010年发现的，经过研究其核心由超高密度的结晶碳组成，也就是我们所说的钻石。
根据天文学家的观测和研究数据显示，BPM37093是一颗白矮星，经推测它应该是一颗比太阳稍微大一些的恒星结束生命之后形成的，算是宇宙中较为稀有的类型。
它距离地球大约50光年，这个距离虽然距离地球并不近，但是相比起那些动不动就距离上千光年的类地行星来说，BPM37093还是在人类未来的探索蓝图内。
参考资料：
Science Alert 6月29日 《海王星下了钻石，现在我们终于可以知道》
从海王星上看太阳有多大，如月亮星星或看不见(三种推测)
不过从冥王星上看太阳，都要比地球夜空中最亮的星还要亮很多，所以海王星看到太阳的几率还是很大的。
海王星：距太阳最远且最冷的行星在太阳系中，海王星是距离太阳最远的行星。
地球距离太阳约1.5亿千米，太阳光要跑八分钟才能够抵达地球。
而海王星距离太阳约45.04千米，是地球与太阳距离的30倍，太阳光要跑四个小时才能抵达海王星，所以从海王星上看到的太阳永远是四个小时之前的太阳。
而很多人可能会以为从海王星上的太阳可能就是地球的三十分之一，这样想其实是不对的，物体的大小不仅与距离有关，还与角度、大气等息息相关。
海王星的温度在零下205度以下，全星球由外到内都是气态到液态的氢、氦、甲烷等物质，也有科学家猜测海王星可能有一个固态的内核，其表面可能覆盖有一层冰，但其核心温度可能达到了7000度。
看起来是一颗很美丽的蔚蓝色的星球。
此外海王星有太阳系最强烈的风，测量到的时速高达2100公里，这些都是影响从海王星看太阳的因素。
海王星上的太阳和月亮差不多大【如月亮般大小】有科学家认为，从海王星上看太阳就如同在地球上看月亮一般，大小有茶杯口那么大。
虽然海王星和太阳的距离有45亿公里，但我们但物体的大小并不是完全和距离成反比，而是与角度成非线性比例。
所以太阳也不会很小，而且光线很柔和。
【如夜空中最亮的星】也有科学家认为，在海王星上的太阳只是一个很亮的星星，海王星距太阳45亿公里，太阳直径139万公里。
那么就相当于在3237米外观察一个1米直径的圆球，相当于在3.24米外观察一个直径1毫米的光源。
因此，也只是一个很亮的星星而已。
【完全观测不到】还有一部分科学家提出不同的意见，认为在海王星上是看不到太阳的，因为海王星上空有一层因阳光照射大气层中的甲烷而形成的烟雾，这样很大程度上遮挡了太阳光的照射，所以根本看不到太阳。
从水星上看太阳好恐怖水星是太阳系八大行星中距离太阳最近的一颗行星了，在水星上看太阳好恐怖的。
因为是奇偶性距离太阳太近，所以导致在水星上看到的太阳是十分巨大的，应该是在地球上看太阳的8倍还要多一些。
而且因为水星上面并没有大气层，所以将太阳光折射开来，随意还能够看到宇宙为背景的太阳——黑黑的天空中的一个发着光的太阳球...【查看详情】
天王星的北极有一个风暴漩涡，我们刚刚第
(图片来源:美国宇航局/JPL加州理工学院/VLA) 据美国太空网（基思·库珀）：一个相对温暖的空气漩涡已经被探测到在天王星的云层下旋转，为锚定在行星北极的气旋的存在提供了有力的证据。
这些发现为天王星并不像1986年1月美国宇航局的旅行者2号飞船飞越“冰巨人”时最初看起来的那样在大气中无动于衷增添了燃料。
天文学家使用新墨西哥的甚大射电望远镜阵列(VLA)探测到无线电波形式的热辐射，从而发现了天王星上的北部涡旋。
极地涡旋似乎是所有有大气层的行星的共同特征，至少在我们的太阳系中是这样——之前在金星、地球、火星、木星、土星、天王星(在其南极)和海王星上都观察到了极地涡旋。
高海拔的大气喷射流被认为是这些漩涡形成的原因，尽管每个星球上的细节都不同。
当旅行者2号遇到天王星时，它探测到了行星南极风速的变化，风速可达560英里/小时(900公里/小时)，这与那里存在极地涡旋一致。
然而，旅行者2号并没有看到火星的北极，也没有看到那里是否有漩涡。
雪上加霜的是，直到最近，从地球上观察天王星的两极都很困难。
这是因为天王星以97.8度的角度绕着太阳转。
本质上，它是围绕着太阳“滚动”，这意味着在很长一段时间里，我们只能从我们的角度看到行星的赤道区域。
然而，自2015年以来，天王星围绕太阳旋转了足够长的时间，随着这颗行星进入北方的春天，我们开始对它的北极有了更清晰的看法。
2018年和2022年，哈勃太空望远镜在天王星北极上空观察到一个明亮的烟雾帽——这是极地气旋的第一个证据。
现在，VLA在2015年、2021年和2022年对天王星的观测，测量了这个极冠中的大气环流和温度变化。
VLA探测到一个“暗环”环绕在纬度80度的星球上，反映了旅行者2号在其南极周围观察到的亮环，这被认为是大气中密度较高的部分。
在这个黑暗的环内，VLA探测到一个亮点，表明漩涡中心的温度比外面高几度(那里的温度可以降至零下370华氏度(零下224摄氏度))。
像这样明亮、温暖的地方是气旋的典型特征。
哈勃太空望远镜在2022年拍摄的天王星明亮的极冠。
(图片鸣谢:NASA/ESA/STScI/a . Simon(NASA-GSFC)/m . h . Wong(加州大学柏克莱分校)/J. DePasquale (STScI)) “这些观察告诉了我们更多关于天王星的故事，”领导这次观察的美国宇航局南加州喷气推进实验室的亚历克斯·阿特金斯在一份声明中说。
"这是一个比你想象的更加动态的世界。
" 与地球上的气旋不同，天王星极地涡旋不是由水蒸气形成的，而是由甲烷、氨和硫化氢冰形成的。
风暴也没有漂移，而是扎根在极点。
目前对此知之甚少。
“我们观测到的暖核是否代表了航海家号看到的同样的高速环流？还是天王星的大气中有堆积的气旋？”阿特金斯想道。
在美国国家科学院最近发布的行星科学和天体生物学十年调查中，天王星被强调为新太空任务的优先目标。
为了支持这一目标，行星科学家正在加倍努力研究天王星，以帮助通知任何未来任务的科学目标。
观察和更好地了解天王星的极地气旋是一个关键的科学目标，阿特金斯和他的同事们希望继续研究北极涡旋多年，以观察它是否以及如何随着时间的推移而变化。
已经有迹象表明，随着北方春天的到来，暖核已经开始变亮。
VLA观测的结果发表在星期二(5月23日)的《地球物理研究快报》杂志上。
