Exoplanetas ricos em carbono podem ser feitos de diamantes

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Projeto de um planeta rico em carbono com diamante e sílica como principais minerais. A água pode converter um planeta de carboneto em um planeta rico em diamantes. No interior, os principais minerais seriam diamante e sílica (camada com cristais na ilustração). O núcleo (azul escuro) pode ser uma liga de ferro-carbono. Crédito: Shim / ASU / VecteezyBaixar imagem completa

À medida que missões como o Telescópio Espacial Hubble da NASA , TESS e Kepler continuam a fornecer informações sobre as propriedades dos exoplanetas (planetas ao redor de outras estrelas), os cientistas são cada vez mais capazes de descobrir como esses planetas se parecem, do que são feitos e se poderiam ser habitáveis ​​ou mesmo habitadas.

Em um novo estudo publicado recentemente no The Planetary Science Journal, uma equipe de pesquisadores da Arizona State University e da University of Chicago determinou que alguns exoplanetas ricos em carbono, dadas as circunstâncias certas, poderiam ser feitos de diamantes e sílica.

“Esses exoplanetas são diferentes de tudo em nosso sistema solar”, disse o principal autor Harrison Allen-Sutter da Escola de Exploração da Terra e do Espaço da ASU .

Formação de exoplaneta de diamante

Quando estrelas e planetas são formados, eles o fazem a partir da mesma nuvem de gás, de modo que suas composições em massa são semelhantes. Uma estrela com uma proporção menor de carbono para oxigênio terá planetas como a Terra, compostos de silicatos e óxidos com um conteúdo de diamante muito pequeno (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 oxigênio mais alta do que o nosso Sol têm maior probabilidade de serem ricos em carbono. Allen-Sutter e os co-autores Emily Garhart, Kurt Leinenweber e Dan Shim da ASU, com Vitali Prakapenka e Eran Greenberg da Universidade de Chicago, levantaram a hipótese de que esses exoplanetas ricos em carbono poderiam se converter em diamante e silicato, se água (que é abundante no universo) estavam presentes, criando uma composição rica em diamantes.

Bigornas de diamante e raios X

Para testar essa hipótese, a equipe de pesquisa precisava imitar o interior de exoplanetas de carboneto usando alto calor e alta pressão. Para fazer isso, eles usaram células de bigorna de diamante de alta pressão no laboratório do coautor Shim para materiais terrestres e planetários .

Primeiro, eles imergiram carboneto de silício em água e comprimiram a amostra entre os diamantes a uma pressão muito alta. Em seguida, para monitorar a reação entre o carboneto de silício e a água, eles realizaram um aquecimento a laser no Argonne National Laboratory, em Illinois, fazendo 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 se transformou em diamantes e sílica. 

Habitabilidade e habitabilidade 

Até agora, não encontramos vida em outros planetas, mas a busca continua. Cientistas planetários e astrobiólogos estão usando instrumentos sofisticados no espaço e na Terra para encontrar planetas com as propriedades certas e a localização certa em torno de suas estrelas onde a vida poderia existir.

Para planetas ricos em carbono que são o foco deste estudo, no entanto, eles 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 muito difíceis de serem geologicamente ativos e esta falta de atividade geológica pode tornar a composição atmosférica inabitável. As atmosferas são críticas para a vida, pois nos fornecem ar para respirar, proteção contra o ambiente hostil do espaço e até mesmo pressão para permitir a entrada de água em estado líquido.

“Independentemente da habitabilidade, esta é uma etapa adicional para nos ajudar a compreender e caracterizar nossas observações cada vez maiores e aprimoradas de exoplanetas”, disse Allen-Sutter. “Quanto mais aprendemos, melhor seremos capazes de interpretar novos dados de missões futuras como o Telescópio Espacial James Webb e o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman para entender os mundos além do nosso próprio sistema solar.”

Fonte:  Arizona State University -ASU /  Karin Valentine /15-09-2020

https://asunow.asu.edu/20200909-carbon-rich-exoplanets-may-be-made-diamonds

    

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HélioR.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).

Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.

Membro da Society for Science and the Public (SSP) e assinante de conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration) e ESA (European Space Agency).

Participa do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´sRadiant Energy System) administrado pela NASA.A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.

Participa também do projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e U.S Department of State.

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