由加州SLAC研究中心MungoFrost博士领导的国际研究小组利用位于谢内费尔德的X射线激光欧洲XFEL，对海王星和天王星等冰冷行星上钻石雨的形成有了新的认识。研究结果还为这些行星复杂磁场的形成提供了线索。

研究人员揭示了冰行星上钻石雨的新发现

在早期的X射线激光器研究中，科学家发现钻石应该是由大型气体行星内部的碳化合物形成的，因为那里普遍存在高压。然后，这些物质会以来自高层的宝石雨的形式进一步沉入行星内部。

欧洲XFEL的一项新实验现已表明，碳化合物形成钻石的过程已经在比假设更低的压力和温度下开始。对于气态行星来说，这意味着钻石雨已经在比想象中更低的深度形成，因此可能对磁场的形成产生更强的影响。

此外，比海王星和天王星更小的气态行星也可能出现钻石雨，被称为“迷你海王星”。这样的行星并不存在于我们的太阳系中，但它们确实作为系外行星存在于太阳系之外。

在从行星外层到内层的途中，钻石雨会夹带气体和冰，形成导电冰流。导电流体的电流充当一种发电机，通过它形成行星的磁场。

“钻石雨可能对天王星和海王星复杂磁场的形成有影响，”弗罗斯特说。

该小组使用由碳氢化合物聚苯乙烯制成的塑料薄膜作为碳源。在非常高的压力下，箔片形成钻石，这一过程与行星内部的过程相同，并且可以在欧洲XFEL中复制。

研究人员借助金刚石印章单元和激光器，产生了冰冷气态巨行星内部普遍存在的高压和超过2,200摄氏度的温度。印章单元的功能就像一个小虎钳，样品被挤压在两颗钻石之间。借助欧洲XFELX射线脉冲，可以精确观察印章单元中钻石形成的时间、条件和顺序。

国际研究团队还包括来自欧洲XFEL、德国汉堡DESY研究中心和德累斯顿-罗森多夫亥姆霍兹中心以及来自不同国家的其他研究机构和大学的科学家。欧洲XFEL用户联盟HIBEF(包括HZDR和DESY研究中心)对这项工作做出了重大贡献。

“通过这次国际合作，我们在欧洲XFEL取得了巨大进展，并对冰冷行星获得了非凡的新见解，”弗罗斯特说。