updated 6:04 PM CET, Dec 6, 2016

Posibles océanos de diamantes en Urano y Neptuno

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Neptuno

Icebergs de diamante sólido pueden flotar en el interior de estos planetas

Por fusión y resolidificación de los diamantes, los científicos explican cómo pueden ser posibles océanos de diamante líquido

diamantes
En un artículo, publicado ayer viernes en "Nature Physics", un grupo de investigadores ha sugerido la posibilidad de la existencia de un océano de diamante en el interior de los panetas Urano y Neptuno, con icebergs de diamante sólido flotando en la superficie. Como el hielo sobre el agua, el diamante sólido flota en el diamante líquido.

No es una idea nueva, ya que hace décadas que se piensa que en el interior de Júpiter y Saturno podría haber enormes cantidades de diamantes, pero en todo caso estarían en estado sólido, dijo Tom Duffy, científico planetario de la Universidad de Princeton.

Sin embargo, ahora parece que es posible que el diamante se comporte como un líquido en determinadas condiciones, ya que las transiciones de fase de este estado del carbono no se comprenden todavía muy bien. Hasta ahora se creía que al calentarse, el diamante se transformaba en grafito y sería este estado del carbono el que podría encontrarse en estado líquido y no el diamante.

Pero los resultados experimentales parecen demostrar que en determinadas condiciones de presión (11 millones de atmósferas) y temperatura, el diamante se encuentra en estado líquido, condiciones que podrían darse en el interior de los gigantes helados Neptuno y Urano, planetas que tienen además un porcentaje importante de carbono en su composición. Este océano de diamantes podría explicar también el curioso campo magnético que presentan los dos gigantes de hielo.

Vídeo: [[ El planeta Neptuno se encuentra congelado, es el planeta más alejado del sol. Su distancia y la densa atmósfera de Neptuno hacen difíciles su estudio, dejando a los científicos con muchas preguntas sin respuesta acerca de este gaseoso gigante de hielo.]]

La investigación, basada en mediciones detalladas del primer punto de fusión de los diamantes, observa que los diamantes encontrados se comportan como el agua durante la congelación y el deshielo, con formas sólidas flotando sobre las formas líquidas. La revelación sorprendente, da a los científicos una nueva comprensión acerca de los diamantes y algunos de los planetas más lejanos de nuestro sistema solar.

"El diamante es un material relativamente común en la Tierra, pero su punto de fusión nunca se ha medido", dijo Eggert. "No se puede elevar la temperatura y hacer que se derritan, tendría que ser a altas presiones, lo que hace muy difícil medir la temperatura".

interior del planeta Urano Otros grupos, en particular los científicos del Sandia National Laboratories, hace años fundieron diamantes con éxito, pero no fueron capaces de medir la presión y la temperatura a la que el diamante se derritió.

El diamante es un material muy duro. Esto solo hace que sea difícil de fundir. Sin embargo, el diamante tiene otra cualidad que es aún más difícil, medir su punto de fusión. El diamante no se queda como diamante cuando se calienta. Cuando los diamantes se calientan a temperaturas extremas, cambian físicamente de diamantes a grafito.

El grafito, no el diamante, luego puede disolverse en un líquido. El truco para los científicos era calentar el diamante a la vez que se detenía la transformación en grafito.

Las ultra-presiones, el tipo de presiones que se encuentran en grandes gigantes gaseosos como Neptuno y Urano son algunos de los lugares donde la alta ultra-temperatura y alta ultra-presión existen. Eggert y sus colegas colocaron un pequeño diamante natural, de una décima parte de un quilate de peso y medio milímetro de espesor, y le aplicaron láser a presiones ultra altas.

Los científicos licuaron el diamante a presiones de 40 millones de veces mayor que lo que una persona se siente al estar de pie al nivel del mar en la Tierra. Desde allí se reduce lentamente la temperatura y la presión.

Cuando la presión se redujo a unos 11 millones de veces la presión atmosférica a nivel del mar en la Tierra y la temperatura bajó a unos 50.000 grados, trozos sólidos de diamantes empezaron a aparecer. La presión ha ido bajando, pero la temperatura de los diamantes sigue siendo la misma, con más y más pedazos transformandose en diamantes.

Neptuno, estructura
Entonces con los diamantes pasó algo inesperado. Los trozos de diamantes no se hundieron. Flotaban. Grupos microscópicos de diamantes helados flotando en un mar de pequeños diamantes líquidos. El diamante se estaba comportando como el agua.

En la mayoría de los materiales, el estado sólido es más denso que el estado líquido. El agua es una excepción a esta norma, cuando el agua se congela, el hielo resultante es de hecho menos denso que el agua circundante, por lo que el hielo flota y los peces pueden sobrevivir un invierno de León como el de este año.

Un océano de diamantes podría ayudar a explicar la orientación del campo magnético del planeta, así lo afirmó Eggert. En términos generales, los polos magnéticos de la Tierra coinciden con los polos geográficos. Los polos magnéticos y geográficos en Urano y Neptuno no se corresponden, de hecho, pueden estar hasta 60 grados fuera del eje norte-sur.

Si el campo magnético de la Tierra estuviera tan lejos que colocara el polo norte magnético en Texas en lugar de estar cerca de una isla canadiense, un océano arremolinado de diamante líquido podría ser el responsable de la discrepancia.

Hasta el 10 por ciento de Urano y Neptuno se estima que son de carbono. Un inmenso océano de diamantes líquido en el lugar adecuado podría desviar o inclinar el campo magnético fuera de la alineación con la rotación del planeta.

"El nuevo artículo en Nature Physics sobre los océanos de diamantes, parece hacerlos cada vez más plausibles", dijo Duffy. Más investigaciones sobre la composición de Neptuno y Urano serían necesarias antes de que se pueda hacer una conclusión verdaderamente definitiva, sin embargo, este tipo de investigación es muy difícil de realizar.

Los científicos puede enviar naves espaciales a estos planetas, o pueden tratar de simular estas condiciones en la Tierra. Ambas opciones requieren años de preparación, un equipo caro, y están sujetas a algunos de los entornos más difíciles en el universo.

Enlaces: Nature Physics     Discovery News