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Exoplanetas ricos em carbono podem ser feitos de diamante

Experimento que simulou condições de pressão e temperatura existentes no interior de exoplanetas ricos em carbono resultou na criação de diamantes em laboratório

Ilustração de um planeta rico em carbono com diamante e sílica como os principais minerais. A água pode converter uma planeta rico em carbeto em um planeta rico em diamante. Em seu interior, os principais minérios seriam diamantes e sílica (uma camada com cristais na ilustração). O centro (em azul escuro na imagem) pode ser uma mistura de ferro e carbono. Créditos: Shim/ASU/Vecteezy

Os planetas de outros sistemas solares que são ricos em carbono poderiam, em certas circunstâncias, ser feitos de diamantes. É o que sugere um estudo  publicado recentemente na revista The Planetary Science Journal.

A formação de uma estrela e dos planetas que a orbitam ocorre  a partir da uma mesma nuvem de gás. Por isso, ambos apresentarão semelhanças em sua composição. No caso de uma estrela  que apresente uma menor proporção entre a quantidade de  carbono e a de  oxigênio vai formar planetas semelhantes à Terra, composto de óxidos e silicatos e nos quais o diamante é uma presença escassa (a porcentagem de diamante da Terra é cerca de 0,001%). 

Mas os exoplanetas que orbitam estrelas com uma proporção de carbono e oxigênio maior do que a encontrada no nosso Sol teriam uma chance maior de  serem ricos em carbono. “Esses exoplanetas são diferentes de tudo o que existe em nosso Sistema Solar”, diz o autor principal Harrison Allen-Sutter da Escola de Exploração da Terra e do Espaço da Universidade  do Estado do Arizona. 


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Allen-utter e os coautores Emily Garhart, Kurt Leinenweber e Dan Shim da UEA, junto com Vitali Prakapenka e Eran Greenberg, da Universidade de Chicago, formularam a hipótese de que, se esses exoplanetas ricos em carbono dispusessem também de água, poderia ser possível que o carbono se convertesse em diamante e silicatos, dando origem assim  a corpos planetários com abundante presença de diamantes.

 Bigornas de diamante e raios-X

Para testar essa hipótese, a equipe de pesquisa precisou simular o que ocorre no  interior deste tipo de exoplaneta, recriando condições de altíssima temperatura  e pressão. Isso foi possível através do uso de um dispositivo de laboratório conhecido como bigorna de diamante de alta pressão. Os pesquisadores  colocaram carbeto de silício na água e comprimiram a amostra entre os diamantes da bigorna a uma pressão muito alta. Depois, para monitorar a reação entre o carbeto de silício e a água, depois usaram de laser para aquecer as amostras, que eram monitoradas por raio X.  Tal como previsto,  sob as condições de alta temperatura e pressão, o carbeto de silício reagiu com a água e se transformou em diamantes e em sílica. 

Habitabilidade ou inabitabilidade

O estudo também ajuda a compreender a condições necessárias para a existência de vida em outros planetas. Por exemplo, sabemos que a Terra é geologicamente ativa, e esse é um indicador de habitabilidade. O novo estudo sugere, porém, que estes planetas feitos de diamantes devem ser geologicamente inativos. Isso poderia impedir que eles desenvolvessem uma atmosfera que permitisse o surgimento da vida. As atmosferas são cruciais para a vida, ao nos fornecer ar para respirar, proteção do ambiente hostil do espaço, e até mesmo a pressão para permitir a água em estado líquido.

“Independente da habitabilidade, esse novo passo nos ajuda a entender e caracterizar nossas observações sobre exoplanetas”, diz Allen-Sutter. “Quanto mais aprendemos, melhor interpretaremos novos dados das futuras missões, como o Telescópio Espacial James Webb e o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, para conhecermos melhor  os mundos além de nosso próprio sistema solar”. 

Publicado em 16/09/2020