Theo một nghiên cứu mới được công bố gần đây trên The Planetary Science Journal, một số ngoại hành tinh giàu carbon trong vũ trụ có phần lõi được tạo thành hoàn toàn từ kim cương và silica.
"Những ngoại hành tinh này không giống bất cứ thứ gì trong hệ Mặt trời của chúng ta", nhà địa vật lý Harrison Allen-Sutter từ Đại học Bang Arizona, đồng thời cũng là tác giả chính của nghiên cứu cho biết.
Hình minh họa cho thấy một hành tinh giàu carbon với kim cương và silica là các khoáng chất chính.
Theo các nhà khoa học, khi các ngôi sao và hành tinh hình thành từ cùng một đám mây khí bụi, chúng sẽ có thành phần tương tự nhau.
Các ngôi sao có ít carbon – với tỷ lệ carbon trên oxy thấp hoặc bằng Mặt Trời, các ngoại hành tinh quay xung quanh ngôi sao này sẽ có nhiều đặc điểm tương đồng với các hành tinh trong Thái Dương hệ. Lõi của chúng đều có thành phần chính là silicat và oxit, cùng hàm lượng kim cương rất nhỏ giống như Trái Đất của chúng ta (khoảng 0,001%).
Ngược lại, với những ngôi sao có tỷ lệ carbon trên oxy cao hơn Mặt Trời, nhiều khả năng các ngoại hành tinh quay xung quanh chúng sẽ cũng sẽ rất giàu carbon. Chúng được gọi là các hành tinh cacbua.
Theo một giả thuyết vừa được đưa ra bởi các nhà khoa học, các ngoại hành tinh có phần lõi là silic cacbua (SiC) có thể được chuyển hóa thành kim cương và silica nếu gặp điều kiện phù hợp. Giả thuyết này được đưa ra sau khi các nhà thiên văn học phát hiện 55 Cancri e - một ngoại hành tinh có cấu tạo hoàn toàn bằng kim cương quay quanh một ngôi sao được cho là giàu carbon cách chúng ta 41 năm ánh sáng.
55 Cancri e - ngoại hành tinh với thành phần cấu tạo chủ yếu từ kim cương
Theo đó, các nhà nghiên cứu từ Đại học Bang Arizona (ASU) và Đại học Chicago của Mỹ đã thực hiện nhiều thử nghiệm để kiểm tra giả thuyết nêu trên. Cụ thể, nhóm nghiên cứu đã mô phỏng thành phần bên trong của các hành tinh cacbua dưới nhiệt độ và áp suất cao tại Phòng thí nghiệm Vật liệu Trái Đất & Hành tinh và Phòng thí nghiệm Quốc gia Argonne ở bang Illinois.
Đầu tiên, nhóm nghiên cứu lấy một mẫu nhỏ silic cacbua và nhúng vào nước. Sau đó, mẫu thử được nén trong đe kim cương (một thiết bị tạo áp suất cao cho những thử nghiệm đặc biệt) trong điều kiện áp suất lên tới 50 GPa - gấp khoảng nửa triệu lần áp suất khí quyển của Trái đất ở mực nước biển. Sau khi các mẫu được nén chặt, nhóm nghiên cứu tiếp tục đốt nóng chúng bằng tia laser.
Trong tổng cộng 18 lần thử nghiệm, nhóm nghiên cứu phát hiện mẫu cacbua silic ở nhiệt độ cao và áp suất cao đã phản ứng với nước để chuyển thành tinh thể silica và kim cương - đúng như giả thuyết đã nêu ra trước đó.
Do đó, các nhà nghiên cứu kết luận rằng, ở nhiệt độ lên tới 2.500 Kelvin và áp suất lên tới 50 GPa, các hành tinh cacbua khi kết hợp với nước có thể bị ôxy hóa, tạo ra rất nhiều tinh thể silica và kim cương bên trong cấu trúc của chúng.
Tuy nhiên, các nhà khoa học cũng kết luận, sự sống khó có thể tồn tại trên các ‘hành tinh kim cương’. Do phần lõi gồm kim cương và tinh thể silica quá cứng, các hoạt động địa chất gần như không thể xảy ra trên các hành tinh này. Điều này cũng có nghĩa, khí quyển của ‘hành tinh kim cương’ hoàn toàn không phù hợp để sự sống có thể phát triển.
Tham khảo Science Alert