Exoplanetas ricos em carbono podem ser feitos de diamantes

Experiência confirma que planetas ricos em carbono poderiam, com a participação da água, converter-se em diamantes e silicatos

Concepção artística de um planeta rico em carbono com diamante e sílica como principais minerais. A água pode converter um planeta de carboneto em um planeta rico em diamantes. No interior, os principais minerais seriam diamante e sílica (camada com cristais na ilustração). O núcleo (azul escuro) pode ser uma liga de ferro-carbono. Crédito: Shim/Universidade Estadual do Arizona/Vecteezy

À medida que missões como os telescópios espaciais Hubble, TESS e Kepler, da Nasa, continuam a fornecer vislumbres sobre as propriedades dos exoplanetas (planetas ao redor de outras estrelas), os cientistas cada vez conseguem descobrir como esses planetas se parecem, do que são feitos e se poderiam ser habitáveis.

Em um novo estudo, pesquisadores da Universidade Estadual do Arizona e da Universidade de Chicago (EUA) afirmam que alguns exoplanetas ricos em carbono, nas circunstâncias certas, poderiam ser feitos de diamantes e sílica. Seu trabalho foi publicado na revista “The Planetary Science Journal”.

“Esses exoplanetas são diferentes de tudo em nosso sistema solar”, disse o principal autor do estudo, Harrison Allen-Sutter, da Escola de Exploração da Terra e do Espaço da Universidade Estadual do Arizona.

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Composições semelhantes

Estrelas e planetas se formam a partir da mesma nuvem de gás. Desse modo, suas composições de massa são semelhantes. Uma estrela com menor proporção de carbono para oxigênio terá planetas como a Terra, compostos de silicatos e óxidos com um conteúdo de diamante muito pequeno. (O conteúdo de diamante da Terra é de cerca de 0,001%.)

Mas os planetas em torno de estrelas com uma proporção de carbono para oxigênio mais alta do que o Sol têm maior probabilidade de ser ricos em carbono. Allen-Sutter e os coautores Emily Garhart, Kurt Leinenweber e Dan Shim, da Universidade Estadual do Arizona, e Vitali Prakapenka e Eran Greenberg, da Universidade de Chicago, levantaram a hipótese de que esses exoplanetas ricos em carbono poderiam se converter em diamante e silicato se a água (que é abundante no universo) estivesse presente, criando uma composição rica em diamantes.

Para testar essa hipótese, a equipe precisava imitar o interior de exoplanetas de carboneto usando alto calor e alta pressão. Eles então usaram células de bigorna de diamante (dispositivo de alta pressão empregado em experimentos científicos) no laboratório do coautor Shim para materiais terrestres e planetários.

Primeiramente, eles imergiram carboneto de silício em água e comprimiram a amostra entre os diamantes a uma pressão muito alta. Em seguida, para monitorar a reação entre o carboneto de silício e a água, eles realizaram um aquecimento a laser no Argonne National Laboratory, em Illinois, fazendo medições de raios X enquanto o laser aquecia a amostra em altas pressões.

Como previram, com alta temperatura e pressão, o carboneto de silício reagiu com a água e se transformou em diamantes e sílica.

Compreensão aumentada

Cientistas planetários e astrobiólogos estão usando instrumentos sofisticados no espaço e na Terra para encontrar planetas com as propriedades certas e a localização certa em torno de suas estrelas onde a vida poderia existir.

Para planetas ricos em carbono que são o foco deste estudo, no entanto, eles provavelmente não têm as propriedades necessárias para a vida.

“Independentemente da habitabilidade, esta é uma etapa adicional para nos ajudar a compreender e caracterizar nossas observações cada vez maiores e melhores de exoplanetas”, diz Allen-Sutter. “Quanto mais aprendemos, melhor seremos capazes de interpretar novos dados de missões futuras como o Telescópio Espacial James Webb e o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman para entender os mundos além do nosso próprio sistema solar.”

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