p Planetas gigantes como Urano e Netuno podem conter muito menos hidrogênio livre do que se supunha anteriormente. Pesquisadores do alemão Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) conduziram ondas de choque através de dois tipos de plástico para atingir as mesmas temperaturas e pressões presentes dentro de tais planetas, e observou o comportamento usando pulsos de laser de raios-X ultraforte. Inesperadamente, um desses plásticos manteve sua estrutura cristalina mesmo nas pressões mais extremas atingidas. Uma vez que os gigantescos interiores gelados são feitos dos mesmos componentes do plástico, modelos planetários podem precisar ser parcialmente reconsiderados, conforme relatado no jornal Relatórios Científicos . p Carbono e hidrogênio estão entre os elementos mais abundantes no universo, e são os principais constituintes de planetas gigantes gelados, como Urano e Netuno. Na atmosfera externa, esses átomos são encontrados na forma de gás metano, mas no fundo, a alta pressão pode levar a estruturas de hidrocarbonetos mais complexas. Prever as fases e estruturas que o material assume nessas condições é uma das grandes questões da pesquisa planetária.

p Para entender melhor a estrutura dos gigantes de gelo, uma equipe internacional liderada por dois pesquisadores do HZDR, Dr. Nicholas Hartley e Dr. Dominik Kraus, investigou dois tipos de plástico em um experimento de laboratório:poliestireno e polietileno. Esses materiais são semelhantes em química ao hidrocarboneto dentro dos planetas. No SLAC National Accelerator Laboratory nos EUA, os cientistas expuseram as amostras a condições previstas para estarem presentes por volta de 10, 000 quilômetros abaixo da superfície de Netuno e Urano. Nesta profundidade, a pressão é quase tão alta quanto no centro da Terra e 2 milhões de vezes maior do que a pressão atmosférica na superfície da Terra.

p Alcançando pressões extremamente altas

p Em tais pressões e temperaturas altas, a única estrutura possível que os pesquisadores esperavam era o diamante, ou que as amostras seriam derretidas. Em vez de, eles observaram estruturas de hidrocarbonetos estáveis ​​até as pressões mais altas alcançadas, mas apenas para as amostras de polietileno. “Ficamos muito surpresos com este resultado, "diz Hartley." Não esperávamos que o estado inicial diferente fizesse uma diferença tão grande em tais condições extremas. Só recentemente, com o desenvolvimento de fontes de raios-X mais brilhantes, que somos capazes de estudar esses materiais. Fomos os primeiros a pensar que isso poderia ser possível - e foi. "

p Uma vez que as condições extremas dentro dos gigantes de gelo na Terra só podem ser alcançadas por um breve momento, os pesquisadores precisam de métodos de medição ultrarrápidos. Há apenas um punhado de instalações ultrarrápidas de laser de raios-X em todo o mundo, e o tempo para medições é raro e altamente exigido. Kraus e Hartley receberam um total de três turnos de 12 horas para seus experimentos, e então teve que usar cada minuto para realizar o maior número possível de medições. O choque da amostra e da sonda com o laser de raios X leva apenas alguns bilionésimos de segundo.

p Mesmo durante os experimentos, os pesquisadores foram capazes de reconhecer os resultados iniciais:"Ficamos muito animados porque, como esperado, poliestireno formou estruturas de carbono semelhantes a diamante. Para polietileno, Contudo, não vimos diamantes para as condições alcançadas neste experimento. Em vez de, havia uma nova estrutura que não pudemos explicar no início, "Hartley lembra. Ao comparar os dados com os resultados anteriores em pressões mais baixas, eles o identificaram como uma estrutura estável de polietileno, que tinha sido visto com pressão cinco vezes menor, e apenas à temperatura ambiente.

p A descoberta demonstra a importância de caracterizar melhor as condições de temperatura e pressão dentro dos gigantes de gelo, e a química a que isso leva, a fim de compreender sua estrutura e propriedades físicas. Modelos de Urano e Netuno assumem que os campos magnéticos incomuns desses planetas podem se originar do hidrogênio livre, que esses resultados podem implicar é menos comum do que o esperado. No futuro, os pesquisadores querem usar misturas incluindo oxigênio para combinar melhor a química dentro dos planetas.