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Die Planeten Neptun und Uranus bieten in ihrem Inneren ideale Bedingungen für die Entstehung von Diamanten. Zu diesem Schluss ist eine Studie einer internationalen Forschergruppe gekommen, deren Resultate 2017 in der Zeitschrift Nature Astronomy publiziert wurden. Mit Hilfe von zwei Lasern des Stanford Linear Accelerator Centers im kalifornischen Menlo Park simulierten die Forscher die extremen Druck- und Entstehungsbedingungen im Inneren der Planeten.
Dominik Kraus vom Institute for Radiation Physics am Helmholtz-Zentrum Dresden äusserte sich Gold’Or gegenüber konkret zur möglichen Grösse von Diamanten im Inneren von Neptun und Uranus. Wie Kraus betont, sei es schwierig, die Grösse der Diamantvorkommen im Inneren der beiden Planeten exakt zu beziffern. „Ganz konkrete Zahlen lassen sich in der Wissenschaft sehr selten nennen, meist können wir nur gewisse Wahrscheinlichkeiten angeben“, so Kraus. Die Unsicherheit komme in diesem Fall daher, dass die Kohlenstoff-Konzentration und die Temperatur im Inneren von Neptun und Uranus nicht ganz genau bekannt seien.
Trotzdem lassen sich gemäss Kraus einige Rückschlüsse ziehen: Der Diamantniederschlag in Neptun und Uranus ist als „sehr wahrscheinlich“ einzustufen. Die Entstehung von Diamanten mit einem Durchmesser von mehr als einem Meter gelte als „wahrscheinlich“, und die Entstehung und Ansammlung von „kilometergrossen“ Diamanten, wie es einzelne Presseberichte beschrieben, taxiert Kraus als „nicht unwahrscheinlich“.
Eine vereinfachte Argumentation
Allgemein wurde experimentell eine extrem schnelle Reaktionsgeschwindigkeit bei der Aufspaltung von Kohlenwasserstoffen in Diamant und Wasserstoff gemessen (Nanosekunden-Zeitskala und damit deutlich schneller als viele Rechnungen vorhergesagt haben). Dabei sei die Kohlenstoffkonzentration in den Planeten in Realität geringer als im vorliegenden Experiment (vermutlich etwa 8% im Vergleich zu 50% im Experiment). Die gemessene Reaktionsgeschwindigkeit lasse sich aber leicht skalieren, sodass mit sehr grosser Sicherheit gesagt werden könne, dass es Diamantniederschlag in den beiden Planeten gibt. „Hundertprozentig sicher wäre man allerdings erst, wenn dies eine Raumsonde direkt beobachten würde“, so Kraus.
Die Distanz, die entstehende Diamanten auf ihrem Weg bis zum Kern zurücklegen, beträgt bis zu 10‘000 Kilometer. Und auf ihrem Weg nach unten werden die Diamanten weiterwachsen. Ein einfacher Vergleich verdeutlicht: Der Wasserdampfgehalt in der Luft bei 100 Prozent Luftfeuchtigkeit ist vergleichbar mit der vermuteten Kohlenstoffkonzentration in Uranus und Neptun. Auch auf der Erde gibt es manchmal Hagelkörner mit mehreren Zentimetern Durchmesser, und das bei einer Falldistanz von wenigen Kilometern. Die Diamanten in den Eisriesen sollten entsprechend deutlich grösser werden.
Ob sich „kilometergrosse“ Diamanten um den Kern von Neptun oder Uranus ansammeln, hänge aber auch stark von der Temperatur im tiefen Inneren der Planeten ab, so Kraus. Nach manchen Rechnungen könnte die Temperatur um den Kern so hoch sein, dass die Diamanten wieder schmelzen und es Ansammlungen von flüssigem Kohlenstoff geben würde. Die meisten Modelle geben jedoch Temperaturen an, bei denen Kohlenstoff dort fest und damit in Diamantform wäre. Dann könnten sich durchaus kilometergrosse Diamanten um die Kerne der beiden Planeten angesammelt haben – daher die Aussage „nicht unwahrscheinlich“.