Exoplanetas ricos em carbono podem ser feitos de diamantes

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.”

// Universidade Estatal do Arizona (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Planetary Science Journal)
// Artigo científico (arXiv.org)

Saiba mais:

Exoplanetas:
Wikipedia
Lista de planetas (Wikipedia)
Lista de exoplanetas potencialmente habitáveis (Wikipedia)
Lista de extremos (Wikipedia)
Open Exoplanet Catalogue
PlanetQuest
Enciclopédia dos Planetas Extrasolares

Diamante:
Wikipedia
“Bigorna” de diamante (Wikipedia)

JWST (Telescópio Espacial James Webb):
NASA
STScI
ESA
Wikipedia

RST ([Nancy Grace] Roman Space Telescope, anteriormente WFIRST):
NASA
Wikipedia