Uma equipe internacional de pesquisadores liderada por Mungo Frost do Centro de Pesquisa SLAC na Califórnia obteve novos insights sobre a formação de chuva de diamantes em planetas gelados como Netuno e Urano usando o laser de raios X XFEL da Europa em Schenfeld. Os resultados, agora publicados na revista científica Nature Astronomy, também fornecem pistas sobre a formação dos complexos campos magnéticos destes planetas.
Em estudos anteriores de laser de raios X, os cientistas descobriram que os diamantes deveriam se formar a partir de compostos de carbono encontrados em grandes planetas gasosos devido à alta pressão prevalecente dentro deles. Esses compostos de carbono então afundam ainda mais no interior do planeta, tornando-se uma chuva de pedras preciosas vinda de cima.
Uma nova experiência na XFEL da Europa mostrou agora que a pressão inicial e a temperatura a que os compostos de carbono formam os diamantes são inferiores às supostas. Para os planetas gasosos, isto significa que a chuva de diamantes se forma em profundidades mais baixas do que se pensava e, portanto, pode ter um impacto maior na formação de campos magnéticos. Além disso, a chuva de diamantes também pode se formar em planetas gasosos menores que Netuno e Urano. Eles são chamados de "pequenos Netunos". Não existe tal planeta no sistema solar, mas tais exoplanetas existem fora do sistema solar.
À medida que a chuva de diamantes flui da camada externa do planeta para a camada interna, ela arrasta gás e gelo, causando fluxos de gelo condutores. A corrente em um fluido condutor atua como um gerador através do qual o campo magnético do planeta é formado. “A chuva de diamantes pode ter um impacto na formação de campos magnéticos complexos em Urano e Netuno”, disse Frost.
A equipe de pesquisa usou filmes plásticos feitos de poliestireno hidrocarboneto como fonte de carbono. Sob pressão extremamente alta, o diamante se forma a partir do filme – o mesmo processo que ocorre dentro dos planetas e que o XFEL europeu pode imitar. Os pesquisadores usaram unidades de extrusão de diamante e lasers para gerar a alta pressão e temperatura de mais de 2.200 graus Celsius, comum em planetas gigantes gelados. A instalação funciona como um pequeno alicate, com a amostra espremida entre dois diamantes. Com a ajuda dos pulsos de raios X XFEL europeus, o tempo, as condições e a sequência da formação do diamante no aperto podem ser observados com precisão.
A equipa de investigação internacional também inclui cientistas da XFEL Europe, DESY Research Centre Hamburg e do Helmholtz Center Dresden-Rosendorfer, bem como cientistas de outras instituições de investigação e universidades em diferentes países. A European XFEL Users Alliance HIBEF (incluindo os centros de pesquisa HZDR e DESY) deu uma contribuição significativa para este trabalho.
“Através desta colaboração internacional, fizemos enormes progressos no XFEL europeu e obtivemos novos conhecimentos sobre planetas gelados”, disse Frost.
Fonte compilada: ScitechDaily