Chuva de diamantes de Netuno e Urano é recriada em laboratório
Pedra filosofal, aquela que transforma chumbo em ouro, não existe. Mas existe uma coisa melhor: Urano. A 8 mil quilômetros de profundidade, o planeta transforma qualquer coisa que contém carbono e hidrogênio – como um pote de plástico ou gasolina – em diamante. Se você não gosta dele, a opção é Netuno, em que o fenômeno também é rotina.
Por muito tempo essa foi só uma hipótese muito boa sobre o que acontece no interior desses gigantes gasosos periféricos. As observações e simulações de computador previam com bastante precisão que chuvas de diamantes eram comuns por lá. Só não havia prova prática disso.
Bem, até agora. Pesquisadores do laboratório Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, na Alemanha, usaram um laser extremamente potente e algumas amostras de plástico para simular as condições atmosféricas extremas dos dois planetas em laboratório – e assim conseguiram fabricar minúsculos diamantes, provando que o passe de mágica aparentemente alquímico é só um pouco de física corriqueira nos confis do Sistema Solar. Antes de entender como a façanha foi reproduzida na Terra, porém, é preciso entender por que ela ocorre a 4,3 bilhões de quilômetros daqui.
A chuva de pedras preciosas é um oferecimento da pressão atmosférica extrema a que os vizinhos mais distantes do Sistema Solar estão submetidos. Pausa para um raio-x planetário rápido: os dois gigantes azulões provavelmente têm núcleos sólidos muito densos, envoltos por um oceano de água, amônia e hidrocarbonetos e uma espessa atmosfera de hidrogênio e hélio.
Hidrocarbonetos, aqui na Terra, são moléculas de carbono e hidrogênio que atendem pelo nome de derivados de petróleo. Sim, os que a espécie humana queima à torto e direito desde a invenção do motor à combustão.
Para esse carbono se separar do hidrogênio e formar um diamante – afinal, diamante é só carbono organizado de um jeito bonito a nível molecular –, são necessárias condições de pressão e temperatura muito específicas. Na Terra, elas só ocorrem a uns 150 quilômetros de profundidade. Depois, é só esperar um vulcão fazer o favor de cuspir as pedras preciosas para a superfície. Ou seja: diamantes não são caros só porque são o material mais resistente do mundo, mas também porque são resultado de processos geológicos inacessíveis
(Note que o exemplo acima é só ilustrativo. Na prática, embora carvão ou petróleo possam virar diamante, essa não é a origem das principais jazidas da Terra).
Em Urano e Netuno acontece algo diferente: as condições extremas de pressão e temperatura necessárias para produzi-los estão por todos os lados, e há um oceano de matéria-prima à disposição. Bingo. Surge, ao pé da letra, uma chuva de diamantes.
Simular essa situação por aqui não é fácil. Para contornar o problema, os pesquisadores, liderados por Dominik Kraus, usaram laser para aquecer repentinamente a superfície de um pedaço de plástico poliestireno – isopor – a uma temperatura altíssima. O material se expande tão rápido que forma uma de onda de choque. Dispare o laser novamente, e serão duas. Se você fizer o cálculo direitinho, essas ondas de choque vão se encontrar. No ponto de encontro, a temperatura do plástico corresponderá a 5.273 ºC – e a pressão, a 150 · 109 Pa, ou o equivalente a 277 milhões de elefantes concentrados em uma área de 1 m2. Exatamente o que você sentiria se tentasse mergulhar de cabeça em Netuno ou Urano.
Foi tiro e queda. Como o plástico é um derivado do petróleo, composto basicamente dos mesmos materiais que formam o oceanos dos dois planetas, sugiram na hora diamantes minúsculos, com alguns nanômetros de espessura. “Antes, os pesquisadores só podiam deduzir a formação de diamantes”, afirmou Kraus à imprensa. “Quando eu vi os resultados do último experimento, foi um dos melhores momentos da minha carreira científica.” A detecção dessas pequenas joias é garantida por pequenos pulsos de raio-x, capazes de detectar a estrutura molecular peculiar do diamante e desmascarar falsificações.
A formação de diamantes é proporcional à quantidade de matéria prima disponível – o que significa que, em Netuno e Urano, com massas 15 e 17 vezes maiores que a da Terra, o mesmo processo gera pedra bem maiores que só alguns nanômetros. Em outras palavras: o que acontece nos gigantes não é só uma chuva: é um temporal com granizo milionário. Sorte da Lucy.
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