Um artigo publicado na revista Nature Communications revela que Urano e Netuno podem abrigar um estado desconhecido da matéria, sugerido por novas simulações computacionais sobre o interior desses planetas gigantes.
Os gigantes de gelo do Sistema Solar têm estruturas internas complexas e ainda pouco conhecidas. Observações feitas da Terra e pela sonda Voyager 2 indicam que, abaixo de atmosferas ricas em hidrogênio e hélio, existem camadas de “gelo quente”, formadas por água, metano e amônia. Em condições extremas, o carbono também pode cristalizar em diamantes que afundam em direção ao núcleo.
Em resumo:
Estudo sugere nova fase da matéria em Urano e Netuno;
Simulações quânticas investigam hidreto de carbono sob extrema pressão;
Nessas condições, surge possível estado superiônico incomum;
Parte dos átomos forma rede sólida, outros fluem;
Descoberta pode explicar magnetismo e rotação dos planetas.
Uma imagem composta de Urano (à esquerda) e Netuno obtida a partir de observações do Telescópio Espacial Hubble – Créditos: NASA, ESA, Mark Showalter (Instituto SETI), Amy Simon (NASA-GSFC), Michael H. Wong (UC Berkeley), Andrew I. Hsu (UC Berkeley)
Na nova pesquisa, cientistas realizaram simulações de física quântica para estudar o comportamento do hidreto de carbono, uma molécula formada por carbono e hidrogênio, sob pressões milhões de vezes superiores à da Terra e temperaturas comparáveis às da superfície do Sol.
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Profundezas de Netuno e Urano podem ser “superiônicas”
Os resultados indicam o surgimento de um material superiônico com propriedades incomuns. Nesse tipo de fase, parte dos átomos forma uma estrutura sólida organizada, enquanto outros se movimentam como em um líquido. No caso estudado, o carbono permanece em redes hexagonais, enquanto o hidrogênio se desloca em trajetórias espirais unidimensionais.
Ilustração do hidreto de carbono hexagonal sob condições de Netuno, com carbono formando cadeias externas e hidrogênio internas em estado superiônico unidimensional previsto por simulações – Crédito: Cong Liu/Carnegie Science
Segundo os pesquisadores, essa fase pode influenciar propriedades como a condutividade elétrica e o magnetismo dos planetas. Urano, por exemplo, apresenta um campo magnético altamente inclinado e deslocado, além de uma rotação peculiar, com seu eixo quase deitado. A existência desse estado da matéria poderia ajudar a explicar essas características incomuns.
O estudo ajuda a ampliar o entendimento sobre exoplanetas semelhantes aos gigantes de gelo. Mesmo em mundos fora do Sistema Solar, materiais compostos por carbono e hidrogênio podem assumir estados exóticos sob pressões extremas. Isso reforça a ideia de que a matéria em ambientes planetários pode se comportar de formas ainda pouco conhecidas pela ciência.
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