Auf Eisplaneten – beispielsweise Uranus und Neptun – regnet es Diamanten, wie aus einer bei "Nature Astronomy" erschienen Studie folgt. Indem sie Plastik stark erhitzten und verdichteten, simulierten Dominik Kraus des Helmholtz-Zentrums in Dresden und seine Kollegen das Innere von Eisplaneten und beobachteten, wie dabei unzählige kleine Diamanten entstanden. Die (unbewohnbaren) Planeten besitzen einen festen Kern, der von einer dichten Masse aus gefrorenem Methan umgeben ist.

Um ähnliche Bedingungen wie im Inneren von Eisplaneten zu simulieren, beschossen die Wissenschaftler Polystyrol – eine Verbindung aus Kohlenstoff und Wasserstoff – mit zwei sehr starken Lasern. Die dadurch entstandenen Schockwellen erzeugten in dem Material einen eine Million Mal höheren Druck als in unserer Atmosphäre und Temperaturen, wie sie an der Sonnenoberfläche herrschen. Dieser extreme Zustand hielt nur den Bruchteil einer Sekunde an. Mittels ultraschneller Röntgenbeugung konnten die Forscher die entstehenden Diamanten erstmals in Echtzeit beobachten. Durch die extreme Hitze und den herrschenden Druck gab das Methan den Wasserstoff frei, worauf sich der übrige Kohlenstoff in Diamantstruktur anordnete. Die Forscher beobachteten, dass fast jedes Kohlenstoffatom dabei zum Bestandteil eines rund nanometergroßen Diamanten wurde. Sie gehen davon aus, dass die Diamanten auf den Eisplaneten größer ausfallen und mehrere Millionen Karat wiegen könnten. Sie würden etwa 10 000 Kilometer unter ihrer Oberfläche entstehen und über tausende Jahre langsam in den Planetenkern absinken.

Die Ergebnisse der Wissenschaftler erhellen nicht nur den Detailaufbau unseres Sonnensystems: Experten schließen über Größe und Gewicht eines Planeten auch auf dessen chemische Beschaffenheit, und durch die Untersuchung von Dominik Kraus und seinen Kollegen könnten Forscher nun exakter bestimmen, wie sich Exoplaneten zusammensetzen. Zudem finden Nanodiamanten auf der Erde vielfältige Anwendungsgebiete: in elektrischen und medizinischen Instrumenten und als Schneidstoffe in der Industrie. Bisher wurden diese kleinen Diamanten durch Sprengungen hergestellt, doch könnte dies nun mittels Lasern gezielter erfolgen.