 Show Diamantenregen auf Neptun: Aus Kohlenstoff entstehen Diamanten, die dann in tiefere Schichten absinken. Bild: Greg Stewart/SLAC National Accelerator Laboratory Weit draussen im All ziehen die Eisriesen Uranus und Neptun ihre Bahn um die Sonne. Unter ihrer Gashülle könnten die beiden äussersten Planeten unseres Sonnensystems unschätzbare Werte verbergen: enorme Mengen von zum Teil gigantischen Diamanten. Das lassen zumindest neue Forschungsergebnisse vermuten. Uranus und Neptun ähneln sich in ihrem Aufbau; beide besitzen unter der Gashülle vermutlich einen festen oder flüssigen Kern, der von dichten Eis-Schichten umgeben ist – wobei dieses «Eis» nicht wie auf der Erde vornehmlich aus Wasser besteht, sondern aus Kohlenwasserstoffen, Wasser und Ammoniak. Der Neptun ist seit der Deklassierung des Pluto zum Zwergplaneten der äusserste Planet unseres Sonnensystems. Bild: NASA/JPL Diese Kohlenwasserstoff-Verbindungen, so vermuteten Astrophysiker schon lange, werden im Inneren der Gasriesen aufgespalten. Grund dafür sind die extremen Drücke, die dort herrschen – Uranus hat immerhin die 14-fache Masse der Erde, der etwas kleinere Neptun sogar die 17-fache. Der durch diesen Vorgang freigesetzte Kohlenstoff kristallisiert rund 7000 Kilometer unter der Oberfläche zu Diamant. Der Uranus ist etwas grösser als der Neptun, weist aber eine geringere Masse auf. Bild: NASA/JPL Caltech Meter- oder kilometergrosse DiamantenIm Laufe der Jahrtausende sinken diese Diamanten allmählich in tiefere Schichten ab – es regnet gewissermassen Diamanten – und sammeln sich um den Kern herum an. Die Gebilde aus dem härtesten Material dürften freilich etwas grösser sein als das, was man auf der Erde findet: Während der grösste je gefundene Diamant auf der Erde etwas mehr als 3000 Karat wog (das sind rund 600 Gramm), dürften jene in den Gasriesen mehrere Meter oder gar Kilometer gross sein. Der grösste je gefundene Diamant, der Cullinan, wurde 1905 in Südafrika entdeckt. Er wog im Rohzustand 3106,75 Karat (621,35 g), wurde aber in 105 Steine gespalten, darunter 9 grosse (Bild). Bild: Shutterstock Für all dies fehlten bisher eindeutige experimentelle Belege. Diese hat nun ein deutsch-amerikanisches Forscherteam erbracht: Die Wissenschaftler konnten mithilfe des stärksten Röntgenlasers der Welt Bedingungen simulieren, wie sie im Inneren der beiden Gasplaneten herrschen. Als Modellsubstanz für die Atmosphäre der Gasplaneten verwendeten die Forscher den aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen aufgebauten Kunststoff Polystyrol. Zwei SchockwellenDieses Material setzten sie zwei Schockwellen aus – die erste wurde von einem extrem starken optischen Laser erzeugt, die zweite vom Röntgenlaser. Die Schockwellen erzeugten im Polystyrol einen Druck von rund 1,5 Millionen Bar und eine Temperatur von 5000 Grad Celsius. Dank des Lasers gelang es ihnen, erstmals in Momentaufnahmen die Aufspaltung von Kohlenwasserstoff und die Umwandlung des Kohlenstoffes in Diamantkristalle zu beobachten. Der stärkste Röntgenlaser der Welt, die Linac Coherent Light Source (LCLS), steht in Stanford, USA. Bild: Flickr «Wir waren in dem Experiment einfach unglaublich überrascht, dass wir ein so klares Signal bekommen und so eine Menge an Diamant erzeugen», sagte Dominik Kraus vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR). Die Experimente zeigten, dass sich fast alle Kohlenstoff-Atome in nanometergrosse Diamantstrukturen zusammenschlössen, erklärte Kraus. Die Forscher publizierten ihre Ergebnisse im Fachblatt «Nature Astronomy». Die Erkenntnisse der Astrophysiker könnten auch auf der Erde einen praktischen Nutzen bei der Erzeugung von künstlichen Diamanten haben. Winzige Diamanten wie jene, die sie mit dem Laser herstellen konnten, finden in diversen Bereichen – unter anderem als Schneidstoffe, in der Medizin oder in der Elektronik – Verwendung. Bisher wurden sie vornehmlich mithilfe von Sprengungen produziert, doch möglicherweise könnte die Laser-Methode irgendwann ein vorteilhafteres Verfahren ermöglichen. (dhr) Wie gut kennst du unser Sonnensystem? Zeig es im Quiz!Auch da ging es um Diamanten: Die spektakulärsten Raubüberfälle der Geschichte1 / 14 Die spektakulärsten Raubüberfälle der Geschichte quelle: shutterstock / shutterstock Sterne, Planeten, Monde und noch mehr Weltraum-StoffBei RTL ist die «3-Millionen-Euro-Woche» im Gange: Jeden Tag von Montag bis Mittwoch läuft ein geregeltes «Wer wird Millionär?», am Donnerstag folgt dann das Finale. Dort haben alle Kandidaten und Kandidatinnen, die sich in den Tagen zuvor mindestens 16'000 Euro erspielt hatten, die Chance, noch einmal bei Quizmaster Günther Jauch Platz zu nehmen. Sie dürfen ihren erspielten Gewinn setzen, um sich im Gegenzug an den drei Millionen Euro zu versuchen. Warum regnet es auf dem Uranus Diamanten?Die Hypothese, dass es auf den Eisriesen Diamanten regnet, besteht bereits seit längerer Zeit. Grundlage für diese Annahme ist die Tatsache, dass die heiße, dichte Flüssigkeit, die die Planetenkerne der Eisriesen umgibt, den Kohlenwasserstoff Methan enthält und extrem hohen Drücken ausgesetzt ist.
Wie regnet es auf Neptun?Ein internationales Forscherteam konnte zeigen, dass sich im Inneren riesiger Eisplaneten, wie Neptun, Verbindungen aus Kohlenwasserstoff auftrennen. Der Kohlenstoff verwandelt sich dabei in einen „Diamantregen“.
Was regnet es auf dem Saturn?Der sechste Planet im Sonnensystem besteht aus einer immensen gasförmigen Masse, und seine Umgebungsbedingungen und seine chemische Zusammensetzung unterscheiden sich so stark von denen des Planeten Erde, dass der Regen nicht aus Wasser, sondern aus Diamanten stammt.
Auf welchem Planeten kann man atmen?Uranus und Neptun, die beiden anderen Planeten im äußeren Planetensystem, sind ähnlich aufgebaut wie Jupiter und Saturn enthalten aber deutlich weniger Wasserstoff und Helium. Nur in der Erdatmosphäre tritt Sauerstoff auch in seiner reinen Form auf.
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Auf welchem planeten regnet es diamanten
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