Im Inneren von Uranus und Neptun gibt es vermutlich unzählige Diamanten. Das schließt ein internationales Forscherteam um Dominik Kraus am Helmholtz-Zentrum in Dresden-Rossendorf aus einem Laborexperiment, mit dem die Wissenschaftler chemische Prozesse im Inneren der Eisriesen nachgestellt haben.

Die beiden äußeren Plane­ten im Sonnensystem haben eine dicke Atmosphäre aus Wasserstoff und Helium. Darunter vermuten Forscher seit Längerem eine weit ausgedehnte Region aus Wasser, Ammoniak und Methan, die von den darüber­liegenden Schichten stark zusammengedrückt wird. In etwa 10 000 Kilometer Tiefe, einem Fünftel des Neptundurchmessers, sind Druck und Temperatur bereits so hoch, dass sich die Kohlen- und Wasserstoffatome des Methans voneinander trennen können.

Um diesen Strukturwandel nachzustellen, nutzten die Materialwissenschaftler um Kraus zwei sehr starke Laser des Stanford Linear Accelerator Center. Die Lichtpulse trafen kurz hintereinander auf ein hauchdünnes Plättchen aus dem Kohlenwasserstoff Poly­styrol. Beim Verdampfen der Probe entstanden Schockwellen, die das Material für einige Nano­sekunden auf 5000 Grad Celsius erhitzten und es unter das 1,5-Millionenfache des irdischen Atmosphärendrucks setzten.

Mittels ultrakurzer Röntgenblitze konnte das Team beobachten, wie die chemische Verbindung auf die extremen Bedingungen reagierte. Wie vermutet trennten sich Wasserstoff- und Kohlenstoffatome voneinander, woraufhin letztere die Kristallstruktur von Diamant bildeten. Auf Neptun und Uranus müssten sich die wenige Nanometer großen Partikel zu größeren Klumpen zusammenfinden, spekulieren die Forscher. Letztlich würden die Diamanten in Richtung des Planetenkerns sinken und sich dort in einer extrem hochkarätigen Schicht sammeln.