Cientistas acreditam que está chovendo diamantes nestes dois planetas
Esta pesquisa pode nos ajudar a desenvolver diamantes para produtos e entender melhor a fusão nuclear.
Planet OGLE-2005-BLG-390Lb descoberto em 2006. Getty Images.“Diamond Rain,” pode soar como uma faixa recém-descoberta do Prince. Na verdade, é um fenômeno que os cientistas acreditam estar ocorrendo em pelo menos dois planetas do nosso sistema solar. Netuno e Urano têm atmosferas cheias de hidrocarbonetos, o que sugere este fenômeno estranho. Esses são gases perigosos do efeito estufa. Claro, parece mais um dos devaneios do Tio Patinhas do que realidade científica. Mesmo assim, estudo publicado em Astronomia da Natureza , prova que é possível.
Para ser justo, os astrofísicos têm sugerido que a chuva de diamantes pode estar ocorrendo nesses e talvez em outros planetas nas últimas três décadas ou mais. Mas ninguém desenvolveu um experimento onde cada aspecto do fenômeno foi medido e registrado, até agora. Hidrocarbonetos como o metano são abundantes na atmosfera de gigantes gasosos. Na verdade, é esse gás de efeito estufa específico que dá a Netuno seu matiz distinto .
Esses planetas distantes têm muitas camadas com diferentes temperaturas e pressões ocorrendo em cada uma. Acredita-se que a chuva de diamantes ocorra 5.000 milhas. (8.000 km) abaixo da superfície de cada planeta, na chamada zona intermediária. O carbono do centro desses planetas sobe para a atmosfera.
Há uma pressão extremamente alta na zona intermediária, que esmaga o carbono e o hidrogênio encontrados lá, juntos, criando gás hidrocarboneto e liberando um diamante, que flutua suavemente até a superfície lamacenta abaixo. Os diamantes eventualmente afundam no planeta, parando em seu núcleo sólido, formando uma camada de diamante em torno dele, embora alguns especulem que poderia haver mares de diamante derretido lá embaixo, com icebergs flutuantes feitos de pedras preciosas dentro deles.
Diamantes muito maiores podem até se formar lá, alguns especulam, talvez pesando centenas ou mesmo milhares de libras. Coletar diamantes de tal planeta é impossível com a tecnologia atual, no entanto. Nenhuma espaçonave poderia sobreviver à pressão extremamente alta.
Os interiores de planetas gigantes gelados como Netuno. Greg Stewart / SLAC National Accelerator Laboratory.
Pesquisadores em A fonte de luz coerente Linac (SCLS) conduziu o estudo. Isso faz parte do SLAC National Accelerator Laboratory em Menlo Park, Califórnia. O laboratório é propriedade do Departamento de Energia dos EUA (DOE), mas é operado por Universidade de Stanford . A LCLS é uma câmera de raios-x com um flash excepcionalmente brilhante que pode tirar fotos de moléculas e átomos. Juntar imagens cria vídeos de “processos químicos à medida que acontecem”.
Os pesquisadores usaram os pulsos de raios-x do LCLS para medir o fenômeno conforme ocorria. Dessa forma, eles puderam medir e registrar as reações químicas que ocorreram, incluindo a formação das estruturas do diamante. Eles gravaram em tempo real usando uma técnica chamada difração de raios-X de femtosegundo.
Blastos de raios-X do LCLS duram apenas 50 femtossegundos. Isso é um quadrillionth de um segundo, ou um milionésimo de um nanossegundo. Claro, um nanossegundo é um bilionésimo de segundo. Portanto, os pulsos de raios-X duraram 50 milionésimos de bilionésimo de segundo. A velocidade era necessária para capturar a reação ocorrendo.
Os cientistas pegaram o poliestireno - um composto plástico que simula um composto feito de metano. Usando o laser de elétrons livres de raios-X do SLAC, os pesquisadores criaram ondas de choque gêmeas no plástico, criando um ambiente de alta pressão análogo às regiões internas de Netuno ou Urano. O laser causou primeiro uma pequena onda de choque dentro do plástico.
Este era muito mais lento do que o segundo, que ficou maior que o primeiro e o ultrapassou. Quando isso ocorreu, quase todo o material plástico se transformou em diamantes, cada um com apenas alguns nanômetros (bilionésimos de metro) de largura.
O instrumento Matter in Extreme Conditions do SLAC permite que os cientistas investiguem a matéria densa e extremamente quente nos centros das estrelas e planetas gigantes. SLAC National Accelerator Laboratory.
Estudos anteriores apenas presumiram que os diamantes se formaram. Este foi o primeiro a realmente observar sua criação. Esses nanodiamantes ganharam vida a 8.540 ° F (4.725 ° C), a uma pressão atmosférica 1,48 milhão de vezes maior do que a da Terra ao nível do mar. Não são diamantes perfeitamente lapidados, mas ovais minúsculos crivados de impurezas, com apenas alguns átomos de espessura.
Os resultados podem nos ajudar a entender, modelar e categorizar melhor os planetas. Dominik Kraus foi o autor principal. Ele é um físico experimental de laser do laboratório de pesquisa Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, na Alemanha. “Não podemos entrar nos planetas e olhar para eles”, disse ele, “então, esses experimentos de laboratório complementam as observações de satélite e telescópio”.
O processo usado para fazer os nanodiamantes também pode ter usos comerciais, disse Kraus. Eles podem ser usados em lasers, eletrônicos, explosivos e equipamentos científicos e médicos. Além disso, estudos que testam a compressão de matéria podem ajudar os cientistas a entender melhor os processos por trás de uma reação de fusão nuclear.
Com esse conhecimento, poderíamos desenvolver reatores de fusão que fornecem energia quase ilimitada com pegada de carbono zero. Mas isso acontecerá nas próximas décadas, talvez no início de 2030 .
Para ouvir sobre a chuva de diamantes em outros lugares do sistema solar, clique aqui:
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