Uma equipe internacional de pesquisadores, liderada pelo Dr. Mungo Frost do centro de pesquisa SLAC na Califórnia, alcançou novos entendimentos sobre a formação de chuvas de diamantes em planetas gelados como Netuno e Urano, utilizando o laser de raios-X European XFEL em Schenefeld. Os resultados também oferecem pistas sobre a formação dos complexos campos magnéticos desses planetas.
Em estudos anteriores com lasers de raios-X, os cientistas descobriram que diamantes devem se formar a partir de compostos de carbono no interior dos grandes planetas gasosos devido à alta pressão existente. Esses diamantes, então, desceriam ainda mais para o interior dos planetas, como uma chuva de pedras preciosas das camadas superiores.
Um novo experimento no European XFEL demonstrou que a formação de diamantes a partir de compostos de carbono começa em pressões e temperaturas mais baixas do que se supunha anteriormente. Para os planetas gasosos, isso significa que a chuva de diamantes se forma a uma profundidade menor do que o previsto, podendo ter um impacto maior na formação dos campos magnéticos.
Além disso, chuvas de diamantes também seriam possíveis em planetas gasosos menores que Netuno e Urano, conhecidos como mininetunos. Esses planetas não existem em nosso Sistema Solar, mas existem fora dele, na forma de exoplanetas.
Ao migrarem das camadas externas para as internas dos planetas, as chuvas de diamantes podem arrastar gás e gelo, gerando correntes de gelo condutor. Correntes de fluidos condutores funcionam como um tipo de dínamo, através do qual os campos magnéticos dos planetas são formados.
“A chuva de diamantes provavelmente influencia a formação dos complexos campos magnéticos de Urano e Netuno”, afirmou Frost.
O grupo utilizou um filme plástico de poliestireno, um composto de hidrocarboneto, como fonte de carbono. Sob pressões extremamente altas, diamantes são formados a partir deste material — um processo similar ao que ocorre no interior dos planetas, replicável no European XFEL.
Os pesquisadores criaram a alta pressão e a temperatura superior a 2.200 graus Celsius, características do interior dos gigantes gasosos gelados, com a ajuda de células de compressão de diamante e lasers. As células de compressão funcionam como um mini torno, onde a amostra é comprimida entre dois diamantes. Com os pulsos de raios-X do European XFEL, é possível observar com precisão o tempo, as condições e a sequência da formação dos diamantes na célula.
A equipe internacional de pesquisa inclui cientistas do European XFEL, dos centros de pesquisa alemães DESY em Hamburgo e do Centro Helmholtz Dresden-Rossendorf, além de outras instituições e universidades de diferentes países. O consórcio de usuários do European XFEL, HIBEF, que envolve os centros de pesquisa HZDR e DESY, teve uma contribuição significativa neste trabalho.
“Com esta colaboração internacional, alcançamos um grande avanço no European XFEL e obtivemos percepções notáveis sobre planetas gelados”, conclui Frost.
O estudo foi publicado na revista Nature Astronomy.
O artigo foi publicado originalmente por Bernd Ebeling na European XFEL.
