Lluvia de diamantes en Urano y Neptuno

En Urano y Neptuno llueve diamantes, creando así un mar de carbono líquido con trozos de diamantes flotando en él.

Un experimento basado en una simulación que imita las condiciones de los gigantes gaseosos de hielo, muestra que trozos de diamantes pueden flotar en un mar de carbono líquido.

Esta investigación proporciona las primeras mediciones detalladas del punto de fusión del diamante, el material natural más duro conocido. Y además, también pueden ayudar a explicar la extraña orientación de los campos magnéticos de Urano y de Neptuno.

La existencia de carbono en el interior de estos planetas se ha asumido desde hace varios años, tanto experimentalmente como teóricamente, por ello, datos como la presión y la temperatura del interior de estos planetas nos pueden dar pistas sobre el comportamiento del carbono , y así predecir su evolución y estructura. Las teorías actuales especulan que Neptuno y Urano tienen núcleos sólidos rodeados por un manto de hielo de agua, amoniaco y metano helados.

En el experimento, dirigido por Jon Eggert, del Laboratorio Nacional de Lawrence Livermore, hicieron explotar diamantes de tan sólo 0,5 y 2 mm de diámetro, mediante un poderoso láser (el láser Omega de la Universidad de Rochester, Nueva York) para alcanzar temperaturas y presiones de 110.000 Kelvin y 4000 gigapascales respectivamente. Esta presión es el equivalente de 40 megabares, es decir, es 40 millones de veces mayor de lo que soporta una persona a nivel del mar en la Tierra.

Los científicos observaron que a medida que caía la presión, la temperatura aumentaba. Esta diferencia de energía se puede explicar mediante la fusión del diamante, según Eggert. "Lo que es realmente interesante es que podemos medir la temperatura y la presión de los diamantes, derretir la mezcla sobre un rango de presiones grandes de unos 6 hasta unos 11 millones de atmósferas." Durante este intervalo, la presión del diamante mostraba un comportamiento como el agua, en el sentido de que el componente sólido es menos denso que el líquido. Los científicos vieron pequeñas porciones de diamantes flotando en un mar de carbono líquido, al igual que el hielo flota en el agua.

Estas investigaciones proporcionan nuevos datos sobre la conducta de los diamantes a altas presiones. Además pueden aplicarse a las condiciones que prevalecen dentro de los gigantes de hielo, Neptuno y Urano.

¿Podemos esperar grandes mares de diamantes en los confines de nuestro Sistema Solar? "Este es un escenario muy especulativo", dice Eggert. "Creo que podría ser más como un núcleo de carbono líquido rodeado de diamantes flotantes o posiblemente 'diamantes icebergs'. Estos datos aún son especulativos, pero de ser ciertos , sería el primer solido hallado en estos planetas.

Un océano interno en movimiento podría explicar el largo misterio del por qué los polos magnéticos de los gigantes helados están desplazados de sus polos geográficos 60°. Los campos magnéticos planetarios están generados por complejos movimientos de fluidos en regiones eléctricamente conductoras del planeta.
Sin embargo, todavía hay muchas lagunas antes de comprender completamente las estructuras internas de estos planetas del Sistema Solar exterior y lo que generan sus campos magnéticos. "Es muy probable que a las temperaturas y presiones existentes cerca del centro de Neptuno y Urano, las moléculas sean inestables y se rompan, por lo que las mezclas de agua, amoníaco y metano en las regiones superiores de estos planetas se disocian en hidrógeno, carbono, nitrógeno, oxígeno y helio a medida que nos acercamos al núcleo", explica Eggert. "Estos elementos podrían entonces mezclarse o separarse. Simular ésto en el laboratorio es difícil o imposible, puesto que desde hace sólo muy poco hemos podido alcanzar estas presiones y temperaturas en el laboratorio para realizar estos experimentos".

Fuente: Astrofísica y física