Девять лет назад посадочный модуль NASA Phoenix Mars увидел что-то волшебное. Была середина ночи, и на Марсе шел снег. В то время ученые миссии считали, что этот снег действовал так же, как и на Земле, с отдельными частицами льда, дрейфующими вниз в течение нескольких часов. Но благодаря новым исследованиям стало ясно, что это может быть не единственный способ попадания снега на Марс. Вместо этого, как и некоторые снегопады на Земле, много снега может упасть в одно и то же время, в так называемом микровзрыве. Исследователи выяснили это, используя серию компьютерных симуляций, которые разделили куски марсианской атмосферы на слои толщиной всего в пару сотен метров.

Это может стать шоком, если подумать, что на такой планете, как Марс, даже есть облака воды. И марсианская атмосфера, безусловно, довольно сухая, но она также очень холодная и очень тонкая, что обеспечивает правильные условия для того, чтобы маленький водяной Марс сформировал в облака в течение дня. Однако, как только наступает ночь, температура падает, и некоторые из частиц льда из этих облаков начинают опускаться. Это вертикальное движение создает турбулентность как внутри, так и под облаком, в результате чего происходит процесс, называемый конвекцией, когда более холодный воздух падает к поверхности планеты, забирая с собой близлежащие частицы льда. Спеша, воздух помогает ускорить ход снегопада. В большинстве случаев снег, вероятно, испаряется до того, как он достигнет поверхности. Но, иногда, если облака находятся всего в километре или двух над поверхностью Марса, конечным результатом может быть одеяло свежего снега на поверхности Марса. Может, не снежное покрывало, но, тем не менее, это снег. На Марсе!

Модель делает другое, более зловещее предсказание. На Земле микровзрывы являются одной из наиболее распространенных причин авиакатастроф, особенно во время взлета и посадки. Если мы решим использовать дроны для изучения Марса, их ждет похожая судьба. По крайней мере, некоторые из кратеров будут покрыты снегом! Метели на Марсе были не единственным прорывом в планетарной науке. Был воссоздан алмазный дождь. С лазерами. Исследователи рассмотрели странное предсказание, сделанное о внутренностях ледяных гигантов, таких как Уран и Нептун. Интерьеры планет-гигантов всегда были сверхъестественными, потому что они существуют при температурах и давлениях, которые только начали создавать в лаборатории. В течение долгого времени нам приходилось полагаться на теоретические предсказания, чтобы понять, какими могут быть внутренности этих планет, и некоторые из этих предсказаний могут быть совершенно странными. Как, например, дождь из бриллиантов, падающих с неба. Уран и Нептун содержат связку составного метана, который состоит из атома углерода и четырех гидрогенов. Внутри этих планет отдельные атомы метана начинают соединяться вместе, образуя цепочки молекул на основе углерода. Поместив эти цепи под достаточное давление, теоретически, этот углерод может стать твердым алмазом.

Но это было трудно проверить, потому речь идет о большом давлении — около 150 Гигапаскалей. Это примерно эквивалентно укладке 5000 тонн поверх монеты в 1 копейку. Это довольно трудно сделать, тут то и появляются лазеры. Чтобы смоделировать эти молекулярные цепи на основе углерода, исследователи решили поэкспериментировать с пластиком под названием полистирол, который также имеет кучу углеродов, связанных вместе. Если выпустить пучок света в материал, такой как полистирол, с тщательно рассчитанным всплеском, можно создать ударную волну давления, которая будет пульсировать через него. Чтобы воссоздать окружающую среду глубоко внутри Нептуна, исследователи использовали мощный лазер для создания не одной, а двух ударных волн. Сами по себе они не были бы достаточно сильны. Но когда две волны столкнулись, на мгновение материал достиг давления, при котором могут образовываться алмазы. Исследователи также хотели увидеть этот процесс в действии, который включал в себя синхронизацию всплеска мощных рентгеновских лучей, чтобы совпасть с ударной волной. Таким образом, они могли видеть, что происходит, используя метод, называемый рентгеновской дифракцией, который идентифицирует микроскопические материалы на основе того, как свет отражается от их структуры. И они увидели именно то, что предсказывали: давление сформировало алмазы нанометрового размера.

На планетах, как Нептун, алмазы могут вырасти в тысячи раз больше, чем когда-либо найденных на Земле. Типа, миллионы карат. Когда они падали через слои газа планеты, гигантские алмазы собирались в области, окружающей ядро Нептуна, в основном покрывая его алмазом. Между тем, водород, оставшийся от исходного метана, будет всплывать к поверхности. Отделяя более тяжелый углерод от более легкого водорода, со временем распределение массы и даже размер планеты может измениться. Что важно для нас знать, потому что многие экзопланеты, похоже, похожи на Нептун, и их размер — одна из вещей, которые мы можем измерить.