Vũ Nguyễn
Writer
Có thể an toàn khi nói rằng chi phí khai thác sẽ vượt xa giá trị thực tế, nhưng việc xác nhận sẽ cho chúng ta biết nhiều điều về sự hình thành hành tinh.
Carbon trên hành tinh Sao Thủy có thể đã bị nén lại để tạo thành một lớp kim cương bên dưới lớp vỏ dày hàng km, mô hình cho thấy. Khi bài đồng dao so sánh một ngôi sao với "viên kim cương trên bầu trời", nó có thể chính xác đối với một hành tinh thường bị nhầm lẫn với một ngôi sao.
Sao Thủy có thể tỏa sáng khá rực rỡ, nhưng đó là vì nó quá gần Mặt trời nên có rất nhiều ánh sáng chiếu vào. Tỷ lệ phản ánh thấp, chỉ 9 phần trăm. Tàu vũ trụ MESSENGER tiết lộ điều này là do phần lớn bề mặt có nhiều than chì. Mặc dù carbon chỉ chiếm 1-4% trọng lượng, nhưng nó lớn hơn Trái đất khoảng một trăm lần và đủ để làm tối hầu hết hành tinh.
Sự phân bố của than chì đã khiến các nhà khoa học hành tinh kết luận rằng carbon đã có mặt trong quá trình hình thành Sao Thủy, thay vì đến từ sao chổi hoặc tiểu hành tinh. Yongjiang Xu thuộc Trung tâm Nghiên cứu Tiên tiến Khoa học và Công nghệ Áp suất Cao của Trung Quốc đang nghiên cứu xem điều gì có thể đã xảy ra với toàn bộ lượng carbon đó trong thời kỳ Sao Thủy phân hóa thành lõi và lớp vỏ từ mớ hỗn độn nóng ban đầu.
Sao Thủy có lẽ đã bắt đầu với nhiều carbon hơn hiện tại. Tuy nhiên, khi bề mặt của nó là đại dương magma, các loại khí như carbon dioxide và metan sẽ bị khử khí và thoát ra khỏi lực hấp dẫn thấp của hành tinh.
Tuy nhiên, Xu và các đồng tác giả viết; “Sự phong phú của than chì trong lớp vỏ Mercurian cho thấy hành tinh này vẫn bão hòa ở pha cacbon trong quá trình phân biệt kim loại-silicat, hình thành lõi và toàn bộ quá trình kết tinh của đại dương magma”.
Tuy nhiên, không chỉ có carbon tạo ra kim cương - bạn cũng cần áp suất. Sao Thủy là một hành tinh nhỏ hơn với lực hấp dẫn yếu hơn Trái Đất, và áp suất trong đại dương magma và lớp phủ cổ đại của nó được cho là không đủ để tạo ra đá quý. Thay vào đó, carbon không liên kết với bất kỳ thứ gì khác được cho là đều ở dạng than chì, nổi lên bề mặt.
Các mô hình mới về trường hấp dẫn của Sao Thủy đặt vấn đề này. Điều này đã truyền cảm hứng cho các tác giả của bài báo này phơi bày các mẫu nguyên tố có thể có mặt ở Sao Thủy vào thời điểm đó với áp suất 7 gigapascal ở nhiệt độ gần 2.000°C.
Có hai kịch bản mà kim cương có thể được hình thành. Hoặc chúng được tạo ra từ đại dương magma, một giai đoạn được cho là phổ biến ở tất cả các hành tinh bên trong, hoặc chúng bị ép ra khỏi lõi khi nó kết tinh.
Các tác giả nhận thấy, kịch bản đầu tiên chỉ có thể xảy ra nếu Sao Thủy có khá nhiều lưu huỳnh trong đại dương magma, vì điều này sẽ thay đổi tính chất hóa học đến mức có thể sản xuất được kim cương. Ngay cả khi lưu huỳnh dồi dào, các tác giả cho rằng việc sản xuất kim cương quy mô lớn là không thể thực hiện được, mặc dù không phải là không thể.
Tuy nhiên, họ xem xét kịch bản cốt lõi có nhiều khả năng xảy ra hơn. Khi lõi rắn bên trong hình thành, carbon sẽ bị đẩy ra ngoài, dẫn đến lớp kim cương dày hàng km. Nhiệt độ cao có thể đốt cháy các phần bên ngoài của lớp này trở lại thành than chì. Không rõ bao nhiêu sẽ bị mất theo cách này, nhưng phần lớn trong số đó có thể tồn tại, nằm giữa lõi Sao Thủy và lớp phủ silicat của nó. Độ dẫn điện của lớp kim cương này có thể góp phần tạo ra từ trường của Sao Thủy.
Lớp này có lẽ không dày đến một km, nhưng tác giả cấp cao, Tiến sĩ Bernard Charlier của Đại học Liege nói với New Scientist. “Thành thật mà nói”, ông nói, “Chúng tôi không biết về kích thước tiềm năng của những viên kim cương đó”.
Nghiên cứu được công bố truy cập mở trên tạp chí Nature Communications.
Carbon trên hành tinh Sao Thủy có thể đã bị nén lại để tạo thành một lớp kim cương bên dưới lớp vỏ dày hàng km, mô hình cho thấy. Khi bài đồng dao so sánh một ngôi sao với "viên kim cương trên bầu trời", nó có thể chính xác đối với một hành tinh thường bị nhầm lẫn với một ngôi sao.
Sao Thủy có thể tỏa sáng khá rực rỡ, nhưng đó là vì nó quá gần Mặt trời nên có rất nhiều ánh sáng chiếu vào. Tỷ lệ phản ánh thấp, chỉ 9 phần trăm. Tàu vũ trụ MESSENGER tiết lộ điều này là do phần lớn bề mặt có nhiều than chì. Mặc dù carbon chỉ chiếm 1-4% trọng lượng, nhưng nó lớn hơn Trái đất khoảng một trăm lần và đủ để làm tối hầu hết hành tinh.
Sao Thủy có lẽ đã bắt đầu với nhiều carbon hơn hiện tại. Tuy nhiên, khi bề mặt của nó là đại dương magma, các loại khí như carbon dioxide và metan sẽ bị khử khí và thoát ra khỏi lực hấp dẫn thấp của hành tinh.
Tuy nhiên, Xu và các đồng tác giả viết; “Sự phong phú của than chì trong lớp vỏ Mercurian cho thấy hành tinh này vẫn bão hòa ở pha cacbon trong quá trình phân biệt kim loại-silicat, hình thành lõi và toàn bộ quá trình kết tinh của đại dương magma”.
Tuy nhiên, không chỉ có carbon tạo ra kim cương - bạn cũng cần áp suất. Sao Thủy là một hành tinh nhỏ hơn với lực hấp dẫn yếu hơn Trái Đất, và áp suất trong đại dương magma và lớp phủ cổ đại của nó được cho là không đủ để tạo ra đá quý. Thay vào đó, carbon không liên kết với bất kỳ thứ gì khác được cho là đều ở dạng than chì, nổi lên bề mặt.
Các mô hình mới về trường hấp dẫn của Sao Thủy đặt vấn đề này. Điều này đã truyền cảm hứng cho các tác giả của bài báo này phơi bày các mẫu nguyên tố có thể có mặt ở Sao Thủy vào thời điểm đó với áp suất 7 gigapascal ở nhiệt độ gần 2.000°C.
Có hai kịch bản mà kim cương có thể được hình thành. Hoặc chúng được tạo ra từ đại dương magma, một giai đoạn được cho là phổ biến ở tất cả các hành tinh bên trong, hoặc chúng bị ép ra khỏi lõi khi nó kết tinh.
Các tác giả nhận thấy, kịch bản đầu tiên chỉ có thể xảy ra nếu Sao Thủy có khá nhiều lưu huỳnh trong đại dương magma, vì điều này sẽ thay đổi tính chất hóa học đến mức có thể sản xuất được kim cương. Ngay cả khi lưu huỳnh dồi dào, các tác giả cho rằng việc sản xuất kim cương quy mô lớn là không thể thực hiện được, mặc dù không phải là không thể.
Tuy nhiên, họ xem xét kịch bản cốt lõi có nhiều khả năng xảy ra hơn. Khi lõi rắn bên trong hình thành, carbon sẽ bị đẩy ra ngoài, dẫn đến lớp kim cương dày hàng km. Nhiệt độ cao có thể đốt cháy các phần bên ngoài của lớp này trở lại thành than chì. Không rõ bao nhiêu sẽ bị mất theo cách này, nhưng phần lớn trong số đó có thể tồn tại, nằm giữa lõi Sao Thủy và lớp phủ silicat của nó. Độ dẫn điện của lớp kim cương này có thể góp phần tạo ra từ trường của Sao Thủy.
Lớp này có lẽ không dày đến một km, nhưng tác giả cấp cao, Tiến sĩ Bernard Charlier của Đại học Liege nói với New Scientist. “Thành thật mà nói”, ông nói, “Chúng tôi không biết về kích thước tiềm năng của những viên kim cương đó”.
Nghiên cứu được công bố truy cập mở trên tạp chí Nature Communications.
