EXOPLANETAS RICOS EM CARBONO PODEM SER FEITOS DE DIAMANTES 15 de setembro de 2020
Ilustração de um planeta rico em carbono com diamante e sílica como minerais principais. A água pode converter um planeta de carboneto num planeta rico em diamantes. No interior, os principais minerais seriam diamante e sílica (camada com cristais na imagem).O núcleo (azul escuro) poderia ser uma liga de ferro-carbono.
Crédito: Shim/Universidade Estatal do Arizona/Vecteezy
À medida que missões como o Telescópio Espacial Hubble, TESS e Kepler da NASA continuam a fornecer informações sobre as propriedades dos exoplanetas (planetas em torno de outras estrelas), os cientistas são cada vez mais capazes de descobrir o aspeto destes planetas, a sua composição e se podem ser habitáveis ou mesmo habitados.
Num novo estudo publicado recentemente na revista The Planetary Science Journal, uma equipa de investigadores da Universidade Estatal do Arizona e da Universidade de Chicago determinou que alguns exoplanetas ricos em carbono, dadas as circunstâncias certas, podem ser feitos de diamantes e sílica.
"Estes exoplanetas são diferentes de tudo no nosso Sistema Solar," disse o autor principal Harrison Allen-Sutter da Escola de Exploração da Terra e do Espaço da Universidade Estatal do Arizona.
Formação exoplanetária diamante
Quando as estrelas e os planetas se formam, fazem-no a partir da mesma nuvem de gás, de modo que as suas composições são semelhantes. Uma estrela com uma proporção carbono para oxigénio mais baixa terá planetas como a Terra, compostos de silicatos e óxidos com um conteúdo muito pequeno de diamante (o conteúdo de diamante da Terra é de cerca de 0,001%).
Mas os exoplanetas em torno de estrelas com uma proporção de carbono para oxigénio mais alta do que o nosso Sol têm maior probabilidade de serem ricos em carbono. Allen-Sutter e os coautores Emily Garhart, Kurt Leinenweber e Dan Shim da Universidade Estatal do Arizona, com Vitali Prakapenka e Eran Greenberg da Universidade de Chicago, levantaram a hipótese de que estes exoplanetas ricos em carbono podiam converter-se para diamante e silicato, caso a água (que é abundante no Universo) estivesse presente, criando uma composição rica em diamantes.
"Bigornas" de diamante e raios-X
Para testar esta hipótese, a equipa de investigação precisava de imitar o interior de exoplanetas de carboneto usando alta temperatura e alta pressão. Para tal, usaram células de bigorna de diamante de alta pressão no Laboratório para Materiais Terrestres e Planetários do coautor Shim.
Primeiro, imergiram carboneto de silício em água e comprimiram a amostra entre os diamantes a uma pressão muito alta. De seguida, para monitorizar a reação entre o carboneto de silício e a água, realizaram um aquecimento a laser no Laboratório Nacional Argonne, no estado norte-americano do Illinois, obtendo 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 transformou-se em diamantes e sílica.
Habitabilidade e inabitabilidade
Até agora, não encontrámos vida noutros planetas, mas a busca continua. Os cientistas planetários e os astrobiólogos estão a usar instrumentos sofisticados no espaço e na Terra para encontrar planetas com as propriedades certas e a localização certa em torno das suas estrelas onde a vida poderia existir.
No entanto, para os planetas ricos em carbono, que são o foco deste estudo, provavelmente não têm as propriedades necessárias para a vida.
Embora a Terra seja geologicamente ativa (um indicador de habitabilidade), os resultados deste estudo mostram que os planetas ricos em carbono são demasiado rígidos para serem geologicamente ativos e esta ausência de atividade geológica pode tornar a composição atmosférica inabitável. As atmosferas são críticas para a vida, pois fornecem-nos ar para respirar, proteção do ambiente hostil do espaço e até mesmo pressão para permitir água no estado líquido.0
"Independentemente da habitabilidade, esta é uma etapa adicional para nos ajudar a compreender e a caracterizar as nossas observações cada vez mais detalhadas dos exoplanetas," disse Allen-Sutter. "Quanto mais aprendermos, melhor seremos capazes de interpretar novos dados de missões futuras como a do Telescópio Espacial James Webb e do Telescópio Nancy Grace Roman, para entender os mundos para lá do nosso próprio Sistema Solar."
Um planeta de carbono inalterado (esquerda) transforma-se de um manto dominado por carboneto num manto dominado por sílica e diamante (direita). A reação também produz metano e hidrogénio.
Crédito: Harrison/Universidade Estatal do Arizona
