En vit dvärgstjärnas kristallisering till en stor diamant

 

En grupp rymdforskare vid University of Southern Queensland, University of Victoria, University of Warwick och Kavli Institute for Astrophysics and Space Research har upptäckt en vit dvärgstjärna som verkar vara i början av en kristallisering till att bli slutmålet en diamant.

Alexander Venner, Simon Blouin, Antoine Bédard och Andrew Vanderburg rapporterade sina resultat av upptäckten i en artikel för publicering i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Den är tillgänglig på arXiv pre-print-servern.

Tidigare forskning har visat att då en stjärna börjar få slut på sitt bränsle kollapsar den oftast efter att den  svällt upp till en röd stjärna och sammandragits  till en vit mycket kompakt dvärgstjärna (ödet för vår sol).

Om en sådan stjärna mestadels består av metalliskt syre och kol kan dess  kärna efter mycket lång tid bli en gigantisk diamant. Sådana stjärnor skulle vara svaglysande. Forskare tror dock inte att någon stjärna ännu helt har kristalliserats till en diamant eftersom matematiska beräkningar tyder på att det skulle ta i storleksordningen en kvadriljon år. Misstänker att universum inte finns efter så många år så en stjärnas diamantomvandling sker enbart enligt teorin.

Eftersom universum endast är cirka 13, 8 miljarder år gammalt skulle sådana dvärgstjärnor bara vara i början av sina omvandlingar till en diamant. 

Den vita dvärgstjärnan som det handlar om finns ungefär 104 ljusår bort och består mestadels av metalliskt syre och ingår i ett fyrdubbelt system som kallas HD 190412.  Den vita dvärgen har fått namnet HD 190412 C.

Teamets arbete har varit inriktat på att mäta kylfördröjningen i stjärnan på grund av kristallisationsprocessen. Vita dvärgstjärnor avger värme på grund av den energi som frigörs under processen i deras inre. Processen till diamant  saktar ner kylningen av stjärnan matematiskt utifrån  hastigheten av vad en sådan stjärna innehåller. Något som även påverkar också stjärnans ljusstyrka och färg vilket forskarna i detta fall studerat. Genom att notera dess egenskaper och beräkna dess avstånd exakt kan de beräkna hur långt det gått i  processen i att stjärnan förlorar all sin värme vilket visar hur långt det kommit i sin omvandling till att bli en diamant.

En diamant i skyn vore en syn. Men tiden dit är så lång att knappast någon människa får se detta om man inte kan forcera det i mindre skala i laboratoriemiljö.

Bild https://www.wallpaperflare.com/ kan detta vara framtiden för HD 190412 C. Att kristalliseras till en diamant som ser ut som denna?

55 Cancri e är troligen Universums mest värdefulla exoplanet enligt mänskliga värderingar

 

55 Cancri e är en planet som kretsar runt stjärnan 55 Cancri A vilken i sin tur ingår som dubbelstjärna med stjärnan 55 Cancri55. Systemet finns i riktning mot Kräftans stjärnbild 41 ljusår bort från oss.

55 Cancri e kretsar nära sina solar och gör ett varv runt dem på under 18 timmar. Planeten är het och når temperaturer så höga som 2300 C. Men det som verkligen skiljer denna värld åt mot de vi hittills känner till är dess sammansättning. En sammansättning vilket gör den kanske till det mest värdefulla objektet i universum räknat efter de ämnen vi värderar högst ekonomiskt på Jorden.

 

55 Cancri e är dubbelt så stor som jorden, men har nästan 9 gånger mer massa vilket fått astronomer vid NASA att föreslå att denna Super-Earth skulle kunna bestå av högt tryckutsatt kol i form av grafit och diamant blandat med lite järn och andra element.

 

Det uppskattade värdet på 55 Cancri e uppskattas enligt beräkningar till 384 kvadriljoner gånger mer än jordens hela bruttonationalprodukt (BNP). Vissa astrofysiker föreslår att sådana diamantvärldar bildas ganska regelbundet när protoplanetära dammmoln som innehöll höga förhållanden av kol kollapsar och bildar planeter.

 

Idén att 55 Cancri e innehåller höga halter av diamant har ifrågasatts sedan exoplaneten först upptäcktes 2004.  Men trots alla dessa extrema världar som finns därute kan de mest extraordinära exoplaneterna fortfarande finnas där ute att upptäcka och de kan finnas i system av sådana solsystem som vi aldrig har stött på tidigare.

Jorden i jämförelse med 55 Cancri e. Bild från vikipedia.

Från jordens mantel är detta mineral men hur kom det till och upp till ytan?

17 mil rakt ner under oss i jordens mantel bildades ett korn av ett tills nu okänt slag av mineral vilket bäddades in i en diamant hittad i en diamantgruva i Sydafrika med namnet Koffiefontein mine. Detta mineral namngavs till "goldschmidtite" se denna länk efter Victor Moritz Goldschmidt (mer om hans livsverk här)  

 enligt studien som publicerades den 1 september i tidskriften American mineralogist.


Hela jordens mantel är ca 2 900 km tjock enligt National Geographic vilket gör att den djupaste delen av lagret är svår för forskare att studera. Det intensiva trycket och värmen i den övre delen av manteln omvandlar kolfyndigheter till gnistrande diamanter. Diamanter vilka kan få föroreningar av skilda slag innan de genom vulkanutbrott spottats upp mot ytan.


Genom att analysera mineral inneslutna i diamanter kan forskarna ta en titt på kemiska processer som sker långt under jordskorpan.


"Goldschmidtite” har höga koncentrationer av niob, kalium och de sällsynta jordartsmetallerna lantan och cerium medan manteln i sig domineras av andra element som magnesium och järn, " säger en av medförfattarna till studien Nicole Meyer doktorand vid University of Alberta i Kanada i ett uttalande.


Kalium och niob utgör det mesta av mineralet i den hittade diamantens förorening. Varför just detta blev resultatet och denna ovanliga eller aldrig tidigare funna mineral och inte de betydligt vanligare ämnena där nere är en gåta, säger Meyer.


Mineralet finns nu i Royal Ontario Museum i Toronto enligt samme Meyer.

Att det kan finnas skilda slag av element en del ovanliga en del vanligare i manteln i olika koncentrationer på skilda platser och djup kan vara förklaringen (enligt mig min anm.) till Goldschmidtite. Troligen finns mer av detta därnere kanske på djup som får det att mycket sällan kunna följa med i vulkanutbrotten.


 Säkert finns det även på platser i mycket små koncentrationer även på jordens yta eller i djupa gångar där vulkanutbrott skett någon gång. Men att finna det handlar om otrolig tur om det nu inte slumpmässigt som i detta fall hamnat i en diamant som undersöks. Kanske det behövs diamantbildning också för att ämnet ska kunna bestå eller bildas.



Bild från vikipedia där mantelns läge i jorden illustreras. Jordens mantel är grön på denna illustration av jordens inre. (3) (ljusare grön) visar den nedre delen av litosfären, astenosfären och övre del av mesosfären, (4) visar kvarvarande mesosfär.

Världsunik diamant med unikt innehåll hittad i Sydafrika

I Jordens mantel bildas inte bara mineral vilka sedan kan komma upp till ytan och kanske användas eller kännas på med handen. Det bildas även mineral vilka kan existera därinne men utplånas i sina beståndsdelar om de kommer upp till ytan och  omvandlas till något annat.

Kalciumsilikat perovskit CaSiO 3 är ett ämne av denna kategori. Det blir instabilt när de når ytan av vår planet.

Men som vi vet bildas även diamanter i jordens inre och om mineralet bakats in i en diamant blir det stabilt och synligt även på jordytan.

Det är diamantens hårdhet som tvingar fram stabiliteten av ämnet även på ytan  under förutsättning att det skyddas av diamantens inre. Då kan vi studera det i den form de normalt bara har i jordens inre. Självklart kan vi inte ta ut det från diamanten och ta på det. Det omvandlas då omedelbart likt en liten  isbit om en svetslåga riktas mot denna.

Människan kan se det i en diamant hittad en km ner i en gruva i Sydafrika. Se den här på denna länk en unik syn där ämnet ses tydligt i diamantens inre. Om en diamant med ett så unikt ämne inom sig är mer värdefullt än en vanlig diamant förtäljer inte informationen. Inte heller om det finns fler likartade diamanter eller denna är helt unik och ensam i sitt slag.

2004 troddes det ha hittats en planet i jätteformat bestående av diamant rakt igenom.

En exoplanet upptäcktes 2004 och fick namnet  Cancri 55c. Den finns 40 ljusår från Jorden i Kräftans stjärnbild där den har sin bana runt sin sol 55Cancri. Planeten överraskade vetenskapen med att enligt mätningar härifrån ge sken av att vara en enda stor diamant rakt igenom.

Men idag, med bättre mätresultat vet vi att det inte var en jättediamants sken vi såg utan skenet av en atmosfär med en sammansättning lik Jordens. Syre finns i denna liksom kväve och väte.

På planeten finns även enligt nya rön flytande lavasjöar. Temperaturen på planetens yta är dock inte något för levande organismer då den ligger på 1300-1440C och det på dess nattsida. Samma sida vänds alltid mot solen och tvärtom likt vår månes gör vilken även den alltid vänder samma sida mot oss. Detta får dagsidan på Cancri55c att ha en temperatur på över 4000C. Mätresultat visar även att temperaturen inte är konstant vilket ger en förmodan om periodiska lavaströmmar.

En sak det undras över är varför planeten med denna extrema temperatur inte har förlorat sin atmosfär. Kanske något jag inte tycker är så förundrande då Venus även har en hög temperatur och likväl en atmosfär. Dock inte lika hög som på Cancri 55c. Venus yttemperatur är 400-500C.

Kanske min förvåning ändå borde existera det är ju avsevärd temperaturskillnad mellan Cancri55c och Venus yttemperatur.

Cancri 55c ligger närma sin sol och rundar densamma på under ett dygn ca 17 jordiska timmar. Detta förklarar dess höga värme.

Men glöm i alla fall det som en gång för inte så länge sedan upptog världspressen att en diamantplanet upptäckts. Ännu är ej detta gjort och kommer knappast aldrig att göras.

Bilden föreställer en riktig diamant och har inget med ovanstående planets utseende.