TAHUKAH anda bahawa berlian, salah satu bahan paling berharga di bumi turun seperti hujan di planet lain?
Menurut American Scientist, planet ais gergasi seperti Uranus dan Neptun dikatakan mempunyai tekanan dan suhu ekstrem yang mampu menukar karbon dalam atmosfera mereka menjadi berlian.
Walaupun bunyinya seperti kisah dongeng, teori itu disokong oleh eksperimen makmal dan kajian saintifik. Hasil kajian menunjukkan bahawa keajaiban itu mungkin berlaku di tempat yang tidak dapat dilihat secara langsung.
Fenomena ini bukan sekadar mempesonakan tetapi juga membuka jalan kepada pemahaman mendalam mengenai struktur planet dan proses unik di luar sistem suria kita.
Tentang Uranus dan Neptun
Uranus dan Neptun digelar sebagai gergasi ais dalam sistem suria kita kerana lapisan luar kedua-dua planet ini terdiri daripada sebatian yang mengandungi hidrogen dan helium.
Dalam istilah astronomi, ais merujuk kepada semua sebatian unsur ringan yang mengandungi hidrogen, termasuk air (H2O), ammonia (NH3) dan metana (CH4). Kandungan ini memberikan sifat berais kepada planet-planet tersebut. Warna biru menawan pada Uranus dan Neptun pula dihasilkan oleh kehadiran metana dalam atmosfera mereka.
Namun, lapisan ais yang lebih dalam pada kedua-dua planet ini adalah apa yang menentukan sifat uniknya. Sebagai contoh – di Neptun, di bawah atmosfera hidrogen-helium setebal 3,000 kilometer, terdapat lapisan ais yang menjangkau ketebalan 17,500 kilometer.
Simulasi menunjukkan bahawa graviti memampatkan ais kepada ketumpatan yang sangat tinggi. Manakala haba dalaman meningkatkan suhunya hingga ribuan kelvin.
Walaupun suhu sangat tinggi, tekanan yang lebih daripada sejuta kali tekanan atmosfera bumi memampatkan ais ini menjadi cecair yang panas dan padat.
Dalam keadaan tekanan dan suhu ekstrem, ammonia dan metana menjadi sangat reaktif secara kimia.
Bagaimana berlian terbentuk di Uranus dan Neptun?
Para saintis telah memodelkan proses-proses eksotik yang berlaku, termasuk pembentukan berlian. Idea mengenai hujan berlian pertama kali diperkenalkan oleh Marvin Ross dari Lawrence Livermore National Laboratory pada tahun 1981 melalui artikel bertajuk The Ice Layer of Uranus and Neptune—Diamonds in the Sky?.
Dia mencadangkan bahawa atom karbon dan hidrogen dalam hidrokarbon seperti metana akan terpisah di bawah tekanan dan suhu tinggi di planet-planet itu. Atom karbon yang terasing kemudiannya akan diperah menjadi struktur berlian iaitu bentuk karbon yang paling stabil dalam keadaan tersebut.
Berlian yang lebih padat daripada metana, ammonia dan air yang terdapat di lapisan ais akan mula tenggelam ke arah teras planet.
Ketika berlian jatuh melalui lapisan ais di Uranus dan Neptun, ia bergabung dengan atom karbon atau berlian kecil yang ditemui dan menjadi semakin besar. Berlian ini akhirnya boleh mencapai saiz sehingga beberapa meter.
Para saintis percaya bahawa ini boleh menyebabkan terbentuknya lapisan karbon tebal di sekitar teras berbatu Uranus dan Neptun. Lapisan ini mungkin terdiri daripada berlian pepejal, karbon cair,atau campuran kedua-duanya – bergantung kepada suhu dan tekanan yang wujud.
Menurut Live Science, atmosfera kedua-dua planet itu kaya dengan metana (CH₄), gas yang mengandungi karbon iaitu elemen asas dalam pembentukan berlian. Prosesnya melibatkan:
Proses pembentukan berlian
- Pemisahan molekul metana
Apabila tekanan mencapai tahap ekstrem, karbon dalam molekul metana dipisahkan dari hidrogen.
- Pengumpulan karbon menjadi berlian
Atom karbon yang bebas kemudian disusun menjadi struktur kristal berlian akibat tekanan ratusan gigapascal yang wujud di atmosfera dalaman planet.
- Pengendapan berlian
Berlian kecil yang terbentuk ini jatuh seperti hujan, menuju ke lapisan dalaman planet, dan mungkin terkumpul menjadi lautan atau lapisan berlian padat di sekitar teras planet.
Eksperimen
Walaupun fenomena ini belum pernah disaksikan secara langsung, eksperimen makmal telah memberi sokongan kukuh terhadap hipotesis ini.
Kajian yang menggunakan laser berkuasa tinggi untuk mencipta tekanan ekstrem seperti di Neptun menunjukkan bahawa molekul metana benar-benar boleh diubah menjadi berlian kecil.
Kajian yang diterbitkan dalam American Scientist menerangkan bahawa planet gergasi ais seperti Uranus dan Neptun memiliki ciri yang sangat unik.
Gabungan suhu ekstrem dan tekanan tinggi di atmosfera mereka mencipta persekitaran yang membolehkan karbon diubah menjadi berlian, menjadikannya salah satu fenomena paling menarik di angkasa lepas.
Adakah berlian benar-benar turun seperti hujan?
Fenomena ini lebih kompleks daripada hujan biasa di bumi. Berlian tidak jatuh dalam bentuk titisan air tetapi sebagai pepejal yang perlahan-lahan mengendap ke dalam atmosfera planet-planet itu.
Sebahagian berlian ini mungkin cair semula apabila mendekati teras planet, di mana suhu lebih tinggi.
Fenomena serupa mungkin berlaku di exoplanet yang memiliki atmosfera dengan kandungan karbon yang tinggi. Tekanan ekstrem di planet-planet ini boleh mencipta keadaan yang memungkinkan pembentukan berlian – sama seperti Uranus dan Neptun.
Walaupun teori hujan berlian semakin mendapat penerimaan, ia masih dianggap sebagai hipotesis yang belum dapat dipastikan sepenuhnya.
Hanya misi angkasa pada masa hadapan yang dapat memberikan bukti konkrit tentang keadaan atmosfera Uranus dan Neptun. Sehingga kini, angkasa lepas masih menyimpan banyak misteri yang belum diterokai, termasuk struktur sebenar lapisan dalam planet-planet itu. – RELEVAN