¿Por qué la “lluvia de diamantes” podría ser un clima normal en todo el universo?

El clima alienígena puede volverse intenso. En Neptuno y Urano, por ejemplo, los cielos llueven diamantes literales. Las fuerzas gravitacionales en estos gigantes de hielo pueden volverse tan fuertes que presurizan el carbono en cristales sólidos (un cristal de carbono es, técnicamente, lo que es el diamante) que luego llueven hacia el núcleo del planeta.

La lluvia de diamantes puede parecer un fenómeno meteorológico exótico, pero una nueva investigación sugiere que es mucho más común en el universo de lo que pensamos. De hecho, los exoplanetas, o mundos extraterrestres fuera de nuestro sistema solar, pueden estar literalmente nadando con diamantes.

Ahora, un nuevo estudio publicado en Science Advances arroja luz sobre los procesos astroquímicos que crean la lluvia de diamantes, o “sedimentación de carbono”, científicamente hablando, y descubrió que este fenómeno brillante puede ser más común de lo que se pensaba anteriormente. Además, los humanos podrían tomar una página de este extraño clima alienígena y desarrollar tecnología inspirada en la lluvia de diamantes que podría aplicarse a la electrónica y la medicina modernas, lo que podría mejorar las computadoras cuánticas, la administración de medicamentos y mucho más.

“Tenemos una noción preconcebida de que los diamantes son únicos. Son difíciles de encontrar en la superficie de la Tierra”, dijo a Salon Arianna Gleason, una de las autoras del estudio. “Pero en el cosmos más grande, lo que estamos encontrando es que los componentes constituyentes (carbono, hidrógeno, oxígeno, el tipo de moléculas simples) son tan abundantes, especialmente en estos gigantes gaseosos en exoplanetas, que el volumen sobre el cual existen en estas condiciones extremas es enorme”.

Gleason es físico en el Centro Acelerador Lineal de Stanford (SLAC), un acelerador de partículas de 2 millas de largo que cuenta con un láser de rayos X gigante llamado Linac Coherent Light Source. Esta enorme máquina puede crear ondas de choque con enormes cantidades de presión, comparables a lo que uno podría ver en las profundidades de Urano o Neptuno. Para estudiar lo que puede estar sucediendo en estos planetas, los investigadores se enfocaron en un trozo de tereftalato de polietileno, un plástico comúnmente utilizado para fabricar fibras y botellas de refrescos. Contiene una buena proporción de carbono, hidrógeno y oxígeno, que se asemeja a la composición química de estos gigantes de hielo.

De hecho, al igual que Júpiter y Saturno, Urano y Neptuno están compuestos principalmente de hidrógeno y helio. Pero a diferencia de Júpiter y Saturno, lo que hace que los dos últimos sean diferentes es que el núcleo de estos planetas consiste en una densa capa de agua, amoníaco y metano, lo que significa que probablemente huelan como las letrinas de Coachella. La adición de estos productos químicos puede marcar una gran diferencia en la forma en que estos planetas producen lluvia de diamantes.

Esta técnica podría usarse para fabricar nanodiamantes para sensores cuánticos, que pueden detectar las variaciones más pequeñas en los campos magnéticos o eléctricos, lo que hace posible medir partículas virales, el interior de una sola célula o incluso el giro de un electrón.

Para recrear estas condiciones, los investigadores golpearon su objetivo de plástico con una presión inmensa, formando nanodiamantes, es decir, diamantes de menos de 1 micrómetro, que son demasiado pequeños para ser vistos a simple vista. Para obtener imágenes de ellos, el equipo de SLAC también emitió dos tipos diferentes de rayos X para medir con mayor precisión los diamantes, la primera vez que se usa este combo. Repitieron el experimento numerosas veces, no solo en SLAC sino también en SPring-8, una instalación de radiación en Harima Science Garden City, Japón.

Puede hacer mucho calor al realizar un experimento de este tipo, con temperaturas que van desde 3500° a 6000° grados Kelvin (equivalente a 5840° a 10340° Farenheit). Pero estas condiciones de hecho formaron nanodiamantes, que gracias al uso de esos rayos X múltiples tipos, se confirmó con mayor fidelidad que los experimentos anteriores.

Ahora, la evidencia de la lluvia de diamantes en esos mundos gigantes de hielo es mucho más persuasiva, según otro autor del estudio, Dominik Kraus, profesor de la Universidad de Rostock en Alemania, y podría conducir a formas novedosas de producir nanodiamantes para usos industriales.


¿Quieres más historias de salud y ciencia en tu bandeja de entrada? Suscríbase al boletín semanal de Salon The Vulgar Scientist.


Previamente, Kraus y sus colegas formaron nanodiamantes disparando rayos X al poliestireno, también conocido como espuma de poliestireno. Pero al usar un plástico diferente en esta ronda, agregó oxígeno a la mezcla, lo que hizo que la formación de diamantes fuera aún más probable.

“Visualizar cómo el oxígeno desempeñó un papel en la amplificación y el aumento gradual de la formación de diamantes fue realmente clave y único en este estudio”, dice Gleason.

“Es una evidencia bastante fuerte”, dijo Kraus a Salon. “Hay muchos ejemplos en los que estudiar algo por curiosidad se ha convertido al final en aplicaciones muy útiles”.

Por ejemplo, esta técnica podría usarse para fabricar nanodiamantes para sensores cuánticos, que pueden detectar las variaciones más pequeñas en campos magnéticos o eléctricos, lo que hace posible medir partículas virales, el interior de una sola célula o incluso el giro de un electrón.

“Probablemente hay formas significativas de ajustar la formación de diamantes”, dice Gleason. “Ahora que hemos sentado las bases, una especie de estudio fundamental de física y química de cómo se formaría en estas condiciones, ahora tenemos esta gran perilla de presión, temperatura y deposición de energía que podemos sintonizar con suerte. extraer formas más escalables de formar nanodiamantes”.

Los astrónomos han teorizado que Neptuno y Urano llueven diamantes desde la década de 1980, pero no es como si los científicos pudieran salir corriendo y comprobarlo. Y la última sonda que visitó cualquiera de los dos planetas fue la Voyager 2, que pasó zumbando hace más de 30 años.

“Esa es la información más actualizada sobre lo que tenemos para esos dos planetas”, dice Kraus. “Si obtenemos una mejor medición de la gravedad y los campos magnéticos de esos planetas, entonces tendremos restricciones mucho más fuertes para los interiores planetarios”.

Kraus señala que las teorías sobre la atmósfera de Júpiter cambiaron hace unos años cuando la misión Juno de la NASA visitó el gigante gaseoso. Entonces, esta puede no ser la última palabra sobre la lluvia de diamantes hasta que aprendamos más sobre misteriosos cuerpos interestelares como Neptuno.

“Espero que en algunos años tengamos otra misión de sonda espacial a estos gigantes de hielo”, dice Kraus. “Es realmente inspirador. Parece que va más allá del pequeño entorno aquí y trata de ver más conexiones importantes fuera de nuestro mundo. Si esto nos ayuda a traernos nuevas aplicaciones a nuestro planeta, también es muy bueno, pero también es solo para aprender”. lo que hay ahí fuera, para realmente llevarnos a los humanos a una especie de nuevo contexto y a nuestro entorno”.

Lee mas

sobre el clima alrededor de la galaxia

Leave a Comment