Los exoplanetas ricos en carbono pueden estar hechos de diamantes

Ilustración de un planeta rico en carbono con diamantes y sílice como principales minerales. El agua puede convertir un planeta de carburo en un planeta rico en diamantes. En el interior, los principales minerales serían el diamante y la sílice (una capa con cristales en la ilustración). El núcleo (azul oscuro) puede ser una aleación de hierro y carbono. Crédito: Shim / ASU / Vecteezy

A medida que misiones como el Telescopio Espacial Hubble de la NASA, TESS y Kepler continúan proporcionando información sobre las propiedades de los exoplanetas (planetas alrededor de otras estrellas), los científicos son cada vez más capaces de reconstruir cómo se ven estos planetas, de qué están hechos y si podrían. ser habitable o incluso habitado.


En un nuevo estudio publicado recientemente en La Revista de Ciencias Planetarias, un equipo de investigadores de la Universidad Estatal de Arizona (ASU) y la Universidad de Chicago han determinado que algunos exoplanetas ricos en carbono, dadas las circunstancias adecuadas, podrían estar hechos de diamantes y sílice.

“Estos exoplanetas no se parecen a nada en nuestro sistema solar”, dice el autor principal Harrison Allen-Sutter de la Escuela de Exploración de la Tierra y el Espacio de ASU.

Formación de exoplanetas de diamantes

Cuando se forman las estrellas y los planetas, lo hacen a partir de la misma nube de gas, por lo que su composición general es similar. Una estrella con una relación de carbono a oxígeno más baja tendrá planetas como la Tierra, compuestos de silicatos y óxidos con un contenido de diamantes muy pequeño (el contenido de diamantes de la Tierra es de aproximadamente 0,001%).

Pero los exoplanetas alrededor de estrellas con una proporción de carbono a oxígeno más alta que nuestro sol tienen más probabilidades de ser ricos en carbono. Allen-Sutter y los coautores Emily Garhart, Kurt Leinenweber y Dan Shim de ASU, con Vitali Prakapenka y Eran Greenberg de la Universidad de Chicago, plantearon la hipótesis de que estos exoplanetas ricos en carbono podrían convertirse en diamantes y silicatos, si el agua (que es abundante en el universo) estaban presentes, creando una composición rica en diamantes.

Los exoplanetas ricos en carbono pueden estar hechos de diamantes

En una celda de yunque de diamante, dos diamantes de cristal único de calidad gema se forman en yunques (parte superior plana en la foto) y luego se enfrentan entre sí. Las muestras se cargan entre los culets (superficies planas), luego la muestra se comprime entre los yunques. Crédito: Shim / ASU

Yunques de diamante y rayos X

Para probar esta hipótesis, el equipo de investigación necesitaba imitar el interior de exoplanetas de carburo utilizando altas temperaturas y alta presión. Para hacerlo, utilizaron celdas de yunque de diamante de alta presión en el laboratorio del coautor Shim’s Lab for Earth and Planetary Materials.

Primero, sumergieron carburo de silicio en agua y comprimieron la muestra entre diamantes a una presión muy alta. Luego, para monitorear la reacción entre el carburo de silicio y el agua, llevaron a cabo un calentamiento con láser en el Laboratorio Nacional Argonne en Illinois, tomando medidas de rayos X mientras el láser calentaba la muestra a altas presiones.

Como predijeron, con calor alto y presión, la carburo de silicio reaccionó con agua y se convirtió en diamantes y sílice.

Los exoplanetas ricos en carbono pueden estar hechos de diamantes

Un planeta de carbono inalterado (izquierda) se transforma de un manto dominado por carburo de silicio a un manto dominado por sílice y diamantes (derecha). La reacción también produce metano e hidrógeno. Crédito: Harrison / ASU

Habitabilidad y habitabilidad

Hasta ahora, no hemos encontrado vida en otros planetas, pero la búsqueda continúa. Los científicos planetarios y los astrobiólogos están utilizando sofisticados instrumentos en el espacio y en la Tierra para encontrar planetas con las propiedades correctas y la ubicación correcta alrededor de sus estrellas donde podría existir vida.

Los exoplanetas ricos en carbono pueden estar hechos de diamantes

Los objetos en forma de cilindro en esta foto son celdas de yunque de diamante. Las celdas de yunque de diamante se montan en soportes de cobre y luego se insertan en la trayectoria del rayo láser / rayos X del sincrotrón. La foto muestra las células del yunque de diamante y los montajes antes de que se alineen para los experimentos de rayos X / láser. Crédito: Shim / ASU

Sin embargo, para los planetas ricos en carbono que son el foco de este estudio, es probable que no tengan las propiedades necesarias para la vida.

Si bien la Tierra es geológicamente activa (un indicador de habitabilidad), los resultados de este estudio muestran que los planetas ricos en carbono son demasiado difíciles para ser geológicamente activos y esta falta de actividad geológica puede hacer que la composición atmosférica sea inhabitable. Las atmósferas son fundamentales para la vida, ya que nos proporcionan aire para respirar, protección contra el entorno hostil del espacio e incluso presión para permitir el agua líquida.

“Independientemente de la habitabilidad, este es un paso adicional para ayudarnos a comprender y caracterizar nuestras cada vez mayores y mejores observaciones de exoplanetas”, dice Allen-Sutter. “Cuanto más aprendamos, mejor podremos interpretar los nuevos datos de las próximas misiones futuras como el Telescopio Espacial James Webb y el Telescopio Espacial Romano Nancy Grace para comprender los mundos del más allá en nuestro propio sistema solar”.


Los científicos dirigen un estudio de los ‘mundos acuáticos’ de las galaxias


Más información:
H. Allen-Sutter et al, oxidación de los interiores de exoplanetas de carburo, La Revista de Ciencias Planetarias (2020). DOI: 10.3847 / PSJ / abaa3e

Citación: Los exoplanetas ricos en carbono pueden estar hechos de diamantes (2020, 11 de septiembre) recuperado el 11 de septiembre de 2020 de https://phys.org/news/2020-09-carbon-rich-exoplanets-diamonds.html

Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con el propósito de un estudio o investigación privados, ninguna parte puede ser reproducida sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.

READ  Un nuevo estudio dice que EE. UU. Está lejos de la inmunidad colectiva al COVID-19

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *