Личный кабинет

Самым твердым минералом на Земле является алмаз, однако на других планетах могут существовать более твердые вещества. Так, на протяжении 40 лет выдвигались гипотезы о существовании BC8 (восьмиатомного объемно-центрированного куба). Это сверхплотная форма углерода, которая отличается от алмаза большими прочностью на сжатие и теплопроводностью. Данный минерал потенциально может присутствовать на богатых углеродом экзопланетах.

Первая гипотеза о BC8 появилась в 80 гг. прошлого века. Она предполагала, что данный минерал обладает тетраэдрической формой атома, как и алмаз, но, в отличие от него, не имеет «плоскостей расщепления». В 2009 г. эксперимент, проведенный Сандийскими национальными лабораториями, подтвердил возможность существования BC8, однако в ходе него не удалось установить его атомную структуру. В 2015 г. Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса начала исследования углеродных структур в условиях высокого давления методами дифракции рентгеновских лучей. Однако даже при значениях около 2 тыс. гПа, что пятикратно превышает давление в ядре Земли, углерод сохранил кристаллическую структуру алмаза.

В новом исследовании сотрудники Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса и Университета Южной Флориды, исходя из прошлых результатов, предположили существование BC8 в условиях других планет. С использованием графического процессора Frontier в Окриджском вычислительном центре Теннесси они осуществили «многомиллионные молекулярно-динамические симуляции».

Благодаря изучению взаимодействия атомов в широком диапазоне значений давления и температуры с квантовой точностью, установлено, что алмаз проявляет метастабильность при экстремальных давлениях. Из этого следует, что формирование BC8, как посталмазной фазы углерода, происходит в узком диапазоне высоких значений давления и температуры.

Исследователи заключают, что на богатых углеродом экзопланетах в экстремальных условиях возможно формирование алмаза и BC8. Таким образом, изучение свойств BC8 позволит смоделировать внутренние условия таких планет.