Przeskocz do treści

Delta mi!

Aktualności (nie tylko) fizyczne

Diamenty są wieczne...

Piotr Zalewski

o artykule ...

  • Publikacja w Delcie: kwiecień 2012
  • Publikacja elektroniczna: 01-04-2012

...ale przecież kiedyś powstać musiały. Z tymi pochodzenia ziemskiego w zasadzie nie ma problemu. Zastanawiające jest natomiast powszechne występowanie nanodiamentowych drobin w meteorytach (chondrytach).

Do niedawna uważano, że muszą być one starsze od Układu Słonecznego, gdyż nikomu nie udało się wymyślić efektywnego sposobu powstawania ich w stosunkowo spokojnych (w porównaniu do np. wybuchów supernowych) procesach planetotwórczych. Okazało się jednak [1], że nanodiamenty nie występują w kometach, a przynajmniej jest ich dużo mniej w meteorytach kometarnego pochodzenia w porównaniu do tych niekometarnych. Mogłoby to świadczyć o powstawaniu tych ziarenek już w Układzie Słonecznym (bo materiał kometarny jest uznawany za bardziej pierwotny).

Zagadkę tę, być może, rozwiązuje analiza [2], w której autorzy, za pomocą symulacji, wskazują na istnienie nieznanego wcześniej mechanizmu produkcji kosmicznych nanodiamentów, który wyjaśnia bardzo dużo zagadkowych ich cech.

Tym mechanizmem są zderzenia fulerenowych cebulek. Po pierwsze, warzywa te są bardzo rozpowszechnione we Wszechświecie. Po drugie, okazuje się, że istnieje pewien dość wąski zakres prędkości względnych (około 5 km/s), przy których prawie całe zderzające się cebulki zamieniają się w nanodiamenty. Przy mniejszych prędkościach tylko mała część cebulek przechodzi tę przemianę fazową, a przy większych diament po powstaniu się roztapia. Odpowiednie prędkości względne są w dodatku typowe dla Układu Słonecznego. Ten sposób powstawania wyjaśnia domieszkowanie nanodiamentów np. ksenonem (który w dość naturalny sposób może znajdować się wewnątrz fulerenowych cebulek), występowanie różnych typów krystalicznej konfiguracji nanodiamentów, piramidalny kształt ziaren oraz ich bardzo małe rozmiary odpowiadające wielkością typowym rozmiarom fulerenowych cebulek. Opisany mechanizm powstawania ziaren diamentu może mieć miejsce zarówno po utworzeniu się protosystemu planetarnego, jak i przed jego powstaniem.

W każdym razie przekształcanie cebuli w diamenty wygląda na bardziej interesujące niż przemiana ołowiu w złoto.


Źródła
[1]
Z.R. Dai, J.P. Bradley, D.J. Joswiak, D.E. Brownlee, H.G.M. Hill, M.J. Genge, Possible in situ formation of meteoritic nanodiamonds in the early Solar System, Nature 418(2002)157–159.
[2]
N.A. Marks, M. Lattemann D.R. McKenzie, Nonequilibrium route to nanodiamond with astrophysical implications, Phys. Rev. Lett. 108(2012)075503.