A rakétahajtóművek lángjában időnként szabályos, gyémántszerű mintázat jelenik meg. Ezeket nevezik Mach-gyémántoknak vagy shock diamondoknak. A név onnan ered, hogy a világos és sötétebb zónák egymás után ismétlődve rombuszokra emlékeztetnek. A látvány nem valamilyen különleges földöntúli jelenség, vagy netán mágia, hanem a gázok mozgásának következménye.
A rakétahajtóműből több ezer Celsius-fokos, rendkívül nagy nyomású égéstermékek távoznak. Mire a fúvókából kilépnek, már hangsebesség felett áramlanak (a Mach szám a hangsebesség mérőszáma, 1 Mach az a hangsebesség). Ideális esetben a fúvóka végén uralkodó nyomás pontosan megegyezne a külső légnyomással, a valóságban azonban ez szinte soha nem teljesül.
Ha a kilépő gáz nyomása nagyobb a környezeténél, a sugár először túlzottan kitágul. Ahogy tágul, a nyomása leesik, végül kisebb lesz a külső légnyomásnál. Ekkor a környező levegő elkezdi visszanyomni az áramlást, amely összesűrűsödik. Ezután ismét kitágul, majd újra összenyomódik. A folyamat újra és újra ismétlődik, ezért alakul ki a lökéshullámok és tágulási hullámok váltakozó sora.
Ahol a gáz összesűrűsödik, ott a nyomás és a hőmérséklet is megemelkedik. Ezekben a zónákban a forró égéstermékek intenzívebben világítanak, ezért jelennek meg a fényes sávok és ékkőként csillogó részeket. A köztük lévő részeken a gáz kitágul, lehűl, és kevésbé sugároz, így sötétebbnek látszik. Ez a váltakozás rajzolja ki a jellegzetes gyémánt alakú mintázatot.
A képen látható Starship hajtóművei nagy teljesítményűek, ezért a Mach-gyémántok hosszú, szabályos láncot alkotnak. Plusz adalék a szimpla szépséghez, hogy a mérnökök számára a Mach-gyémántok hasznos információt is hordoznak. A gyémántok mérete, távolsága és alakja alapján következtetni lehet arra, hogy a fúvóka mennyire hatékonyan működik az adott magasságban uralkodó légnyomáshoz képest. Ha a mintázat erősen torz vagy aszimmetrikus, az akár a hajtómű működésében fellépő rendellenességre is utalhat.
Ugyanez a jelenség nemcsak rakétáknál figyelhető meg. Katonai sugárhajtású repülőgépek utánégetős üzemmódban is gyakran látni hasonló lökéshullám-rendszereket. A fizika minden esetben ugyanaz: a hangsebességnél gyorsabban áramló gáz folyamatosan megpróbál egyensúlyba kerülni a környezet nyomásával, miközben egymást követő tágulási és összenyomódási hullámokat hoz létre.
