Sao Thủy, hành tinh nhỏ nhất trong hệ mặt trời, vốn đã nổi tiếng với bề mặt tối tăm và mật độ lõi cao. Gần đây, nghiên cứu mới đã phát hiện một lớp kim cương dày nằm dưới lớp vỏ than chì ở ranh giới giữa lõi và lớp phủ của hành tinh.
Các nhà nghiên cứu từ Trung Quốc và Bỉ đã công bố một nghiên cứu quan trọng trên tạp chí Nature Communications, tiết lộ rằng Sao Thủy có thể chứa một lớp kim cương dày đến 18 km tại ranh giới lõi-lớp phủ. Phát hiện này là bước đột phá trong việc tìm hiểu sự phân hóa của hành tinh và cách các hành tinh hình thành các lớp bên trong khác nhau.
Nhóm nghiên cứu cho biết lớp kim cương này hình thành từ quá trình kết tinh của đại dương magma giàu cacbon trên Sao Thủy. Khi hành tinh nguội đi, cacbon đã kết tinh thành lớp vỏ than chì trên bề mặt. Phát hiện này đã thay đổi giả thuyết trước đây rằng than chì là pha cacbon duy nhất ổn định trong giai đoạn này của Sao Thủy.
Tiến sĩ Yanhao Lin, một trong những tác giả của nghiên cứu từ Trung tâm Nghiên cứu Khoa học và Công nghệ Áp suất Cao tại Bắc Kinh, cho biết: “Nhiều năm trước, tôi đã nhận thấy rằng hàm lượng carbon rất cao trong Thủy Tinh có thể mang lại những ảnh hưởng đáng kể. Điều đó khiến tôi nghi ngờ có điều gì đặc biệt đã xảy ra bên trong nó.”
Nhóm nghiên cứu đã thực hiện các thí nghiệm với áp suất và nhiệt độ cao kết hợp với mô hình nhiệt động lực học để tái tạo các điều kiện bên trong Sao Thủy, đạt mức áp suất lên tới 7 Giga Pascal. Họ đã phát hiện rằng sự hiện diện của lưu huỳnh trong lõi sắt của hành tinh đã ảnh hưởng đến quá trình kết tinh của đại dương magma, làm giảm nhiệt độ chất lỏng và tạo điều kiện cho sự hình thành lớp kim cương.
Độ dẫn nhiệt cao của lớp kim cương này cũng ảnh hưởng đến động lực nhiệt và sự hình thành từ trường của Sao Thủy. Điều này giúp truyền nhiệt từ lõi đến lớp vỏ, ảnh hưởng đến gradient nhiệt độ và sự đối lưu trong lõi ngoài lỏng, từ đó ảnh hưởng đến từ trường.
Phát hiện này mở ra khả năng tồn tại các lớp kim cương tương tự trên những hành tinh đất đá khác có kích thước và thành phần tương đương Sao Thủy, đồng thời có ý nghĩa quan trọng trong việc hiểu các hệ thống ngoại hành tinh giàu carbon khác.