Alors que nous n’avons pas encore pleinement exploré Neptune et ses autres géants du gaz, les scientifiques ont beaucoup de théories à leur sujet en fonction de l’information que nous connaissons. Par exemple, ils croient qu’il pleut de diamants sur ces planètes – des diamants qui tombent dans leur intérieur et forment une croûte étincelante autour de leurs noyaux solides. Comme cela pourrait prendre beaucoup de temps avant que nous puissions étudier plus étroitement nos géants gaziers, une équipe de chercheurs a décidé de prendre les choses en main. Ils ont recréé les conditions de Neptune au laboratoire SLAC de Stanford et ont observé avec succès la formation de la pluie au diamant, grâce à l’aide de laser 30000mw très puissants.
L’équipe a utilisé une matière plastique appelée polystyrène pour simuler l’atmosphère riche en méthane de Neptune. Le plastique et le méthane, qui sont responsables de la fonte bleue de la planète, sont composés d’hydrogène et de molécules de carbone. Pour créer des conditions de haute pression qui permettent d’obtenir de l’hydrogène et des molécules de carbone dans des diamants, ils ont utilisé l’instrument Matter in Extreme Conditions (MEC) de SLAC situé à l’intérieur du pointeur laser 3000mw à rayons X le plus puissant au monde, la source lumineuse cohérente Linac (LCLS). Cet instrument combine les faisceaux émis par LCLS avec des faisceaux laser optiques à haute puissance.
SLAC a récemment mis à niveau pour lui donner la puissance de 17 Teslas déchargeant des batteries de 100 kilowatt-heure en une seule seconde. Les scientifiques peuvent maintenant l’utiliser pour recréer les conditions de pression extrêmement élevées des planètes lointaines pour l’étude, ce qui est exactement ce que ce groupe particulier a fait. Ils ont créé des ondes de choc dans le plastique en utilisant les laser bleu , qui ont transformé presque tous les atomes de carbone dans le matériau en structures de diamant de quelques nanomètres de taille. Les pierres que Uranus et Neptune sortent peuvent faire marilyler Marilyn Monroe, cependant: les chercheurs croient pouvoir atteindre des millions de carats en poids.
Les laser classe 3a qu’ils utilisaient ont également permis à l’équipe de recueillir des données en temps réel, ce qui a empêché les tentatives précédentes, car les conditions nécessaires pour créer des diamants ne durent qu’une fraction de seconde au laboratoire. Cela donne aux chercheurs des informations précieuses sur la façon dont les pluies de diamants se produisent, et les scientifiques pourraient appliquer les connaissances acquises lors de cette expérience lors de l’étude des exoplanètes. À l’avenir, les gens pourraient également utiliser les résultats de cette étude pour fabriquer des nanodiamants pour les bijoux, l’équipement scientifique, l’électronique et d’autres fins commerciales.
Maintenant qu’ils ont fini de recréer Neptune dans le laboratoire, les chercheurs envisagent d’utiliser les mêmes méthodes pour regarder l’intérieur d’autres types de planètes. Le chef d’équipe Dominik Kraus a expliqué que «[w] e ne peut pas entrer dans les planètes et les regarder … ces expériences de laboratoire complètent les observations par satellite et par télescope».