Home Ciência Chuvas de diamante ocorrem com frequência em planetas gelados

Um novo estudo descobriu que a “chuva de diamante”, um tipo exótico de precipitação em planetas gigantes gelados, pode ser mais comum do que se pensava anteriormente.

Em um experimento anterior, os pesquisadores imitaram as temperaturas e pressões extremas encontradas nas profundezas dos gigantes de gelo Netuno e Urano e, pela primeira vez, observaram a chuva de diamantes à medida que se formavam.

Investigando esse processo em um novo material que se assemelha mais à composição química de Netuno e Urano, cientistas do Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), da Universidade de Rostock (ambas instituições da Alemanha), da Escola Politécnica da França e do Centro de Aceleração Linear de Stanford (SLAC National Accelerator Laboratory, do Departamento de Energia dos EUA) descobriram que a presença de oxigênio torna a formação de diamantes mais provável, permitindo que eles se formem e cresçam em uma ampla gama de condições e em mais planetas.

O novo estudo, publicado na revista Science Advances, fornece uma imagem mais completa de como a chuva de diamantes se forma em outros planetas e, aqui na Terra, pode levar a uma nova maneira de fabricar nanodiamantes, que têm uma ampla gama de aplicações na entrega de medicamentos, sensores médicos, cirurgia não invasiva, fabricação sustentável e eletrônica quântica.

Começando com plástico

No experimento anterior, os pesquisadores estudaram um material plástico feito de uma mistura de hidrogênio e carbono, componentes-chave da composição química geral de Netuno e Urano. Mas, além de carbono e hidrogênio, os gigantes de gelo contêm outros elementos, como grandes quantidades de oxigênio.

No experimento mais recente, os pesquisadores usaram plástico PET – frequentemente empregado em embalagens de alimentos, garrafas plásticas e recipientes – para reproduzir a composição desses planetas com mais precisão.

Oxigênio

Os pesquisadores usaram um laser óptico de alta potência no instrumento Matter in Extreme Conditions (MEC) da Linac Coherent Light Source (LCLS) do SLAC para criar ondas de choque no PET. Em seguida, eles investigaram o que aconteceu no plástico com pulsos de raios-X do LCLS.

Usando um método chamado difração de raios-X, eles observaram os átomos do material se reorganizarem em pequenas regiões de diamante. Eles usaram simultaneamente outro método chamado espalhamento de pequeno ângulo, que não havia sido usado no primeiro artigo, para medir o quão rápido e grande essas regiões cresciam. Usando esse método adicional, eles foram capazes de determinar que essas regiões de diamante cresciam até alguns nanômetros de largura. Eles descobriram que, com a presença de oxigênio no material, os nanodiamantes foram capazes de crescer a pressões e temperaturas mais baixas do que as observadas anteriormente.