Ya sabemos por qué llueven diamantes en Neptuno y Urano

Este descubrimiento podría ofrecer información sobre la evolución de los sistemas planetarios y guiar a los científicos que esperan aprovechar la fusión nuclear como una nueva fuente de energía.

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Existen varios planetas gigantes entre nosotros, mundos de gas e hielo para ser más específicos. Orbitan alrededor de la misma estrella, pero sus condiciones ambientales y composición química son muy diferentes de las de la Tierra. Estos enormes planetas, Júpiter, Saturno, Neptuno y Urano, pueden utilizarse como laboratorios naturales para la física de la materia a temperaturas y presiones extremas. Y eso es lo que ha hecho un equipo internacional que incluye científicos del Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC (EE. UU.), quienes han desarrollado una nueva configuración experimental para medir cómo se comportan los elementos químicos y se mezclan en el interior de los gigantes helados, lo que podría ofrecer información sobre la formación y evolución de los sistemas planetarios.

Neptuno y Urano son ciertamente dos de los planetas menos comprendidos de nuestro sistema solar. Aparte de estar muy, muy, lejos, solo una sola sonda espacial, la Voyager 2, se ha acercado para un sobrevuelo, y nunca se ha enviado ninguna misión dedicada a largo plazo. Pero entenderlos mejor, saber más de ellos, es fundamental para comprender los planetas de toda la galaxia. Porque no olvidemos que los planetas como Neptuno son 10 veces más habituales que los parecidos a Júpiter, según la NASA.


En 2017 un estudio aseguró que llueven diamantes de 200 kilos sobre Urano y Neptuno y que esta lluvia ocurre unos 8.000 kilómetros bajo la superficie de ambos planetas.


Evidencia experimental

La nueva hipótesis respecto a por qué es posible que en lo más profundo de los corazones de Neptuno y Urano lluevan diamantes, se basa en que el intenso calor y la presión a miles de kilómetros debajo de la superficie de estos gigantes de hielo deberían separar los compuestos de hidrocarburos, con el carbono comprimiéndose en diamante y hundiéndose aún más profundamente hacia los núcleos planetarios.


Para probar esta hipótesis, los expertos realizaron pruebas experimentales empleando el láser de rayos X de Fuente de Luz Coherente de Linac (LCLS) para mediciones más precisas de cómo debería ocurrir este proceso de “lluvia de diamantes”, con una presión de aproximadamente 1,5 millones de atmósferas y una temperatura de 4.730 ºC, descubriendo que el carbono pasa directamente a ser un diamante cristalino. Las pruebas de laboratorio mostraron que al menos una cuarta parte de los grupos de carbono se unen. Y en esos grupos, el carbono se convierte en su disposición más resistente: los diamantes.

"Esta investigación proporciona datos sobre un fenómeno que es muy difícil de modelar informáticamente: la 'miscibilidad' de dos elementos, o cómo se combinan cuando se mezclan", explicó Mike Dunne, director de la LCLS.

"En el caso de los gigantes de hielo, ahora sabemos que el carbono forma casi exclusivamente diamantes cuando se separa y no adquiere una forma fluida de transición", aclaró Dominik Kraus, de Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, coautor del trabajo que publica la revista Nature Communications.

La lluvia de diamantes en Neptuno y Urano juega un papel bastante importante en el equilibrio energético interno de estos planetas distantes. Los diamantes recién creados se hundirían, generando calor a medida que se frotan lentamente contra el material denso situado a su alrededor; esto permitiría a los planetas mantener un interior tan cálido. Y es que el interior de Neptuno es mucho más caliente de lo que debería ser (emite 2,6 veces más energía de la que absorbe el Sol). Y ahora sabemos por qué.


Este experimento permitirá 'sondear' el interior de otros planetas del sistema solar. ¿Júpiter y Saturno, quizá?

 

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Referencia: S. Frydrych et al. Demonstration of X-ray Thomson scattering as diagnostics for miscibility in warm dense matter, Nature Communications (2020). DOI: 10.1038/s41467-020-16426-y

Sarah Romero

Sarah Romero

Fagocito ciencia ficción en todas sus formas. Fan incondicional de Daneel Olivaw y, cuando puedo, terraformo el planeta rojo o cazo cylons. Hasta que viva en Marte puedes localizarme por aquí.

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