木星核心的钻石

Question

亚瑟·c·克拉克(Arthur C. Clarke)正确地猜测木卫二上有液态水，并假设木星有钻石核。这可能吗?

Answer 1

我认为这是有问题的，尽管我们还没有一个明确的答案。

我们通常认为木星有大致的太阳成分，根据太阳丰度的测量阿斯普朗德等，2009这意味着木星的总碳质量大约是木星总质量的10^{-3}美元。所以木星上漂浮着大约0.3美元地球质量的碳。
接下来，我们需要知道这些物质漂浮在哪里。

我们知道碳漂浮在木星的大气中丰富相对于太阳的价值大约是$ sim3$，这将我们对木星总碳的估计纠正为大约一个地球质量，如果木星混合良好的话。

这里的关键词是“混合良好”。如果碳原子在木星核心的高压下溶解在氢中，那么就不能形成钻石。只要有类似于氦的降雨(另见相图氢和氦的混合物)就会形成液滴或其他碳的聚集，这些碳会被压成钻石。

然而，目前的研究并不是很关注碳在高压下的溶解，所以我不能引用任何可靠的碳会做什么。其原因是上述所引用的氦雨和核心侵蚀这在当时被认为是很重要的。

我会试着找到更多关于这方面的资源，只要我能越过付费墙去看研究文章。

对高压实验和朱诺的评论:据我所知，实验室里还没有人研究碳氢混合物，但这种知识也可能是有缺陷的。

朱诺将对木星在压力高达1000巴的密度分布非常敏感。初步估计显示，即使木星有20个地球质量的致密岩石内核，在数据中也几乎看不见。在目前的任务中，要过滤出碳的含量几乎是不可能的。