Simulações quânticas divulgadas na revista Nature Communications indicam que o núcleo de Urano e Netuno pode abrigar uma nova fase da matéria. Investigações recentes, centradas nas propriedades do hidreto de carbono sob condições extremas, sugerem a possível existência de um estado superiônico nas profundezas desses gigantes gasosos.
Metodologia e descobertas
Os cientistas realizaram simulações computacionais para analisar o comportamento do hidreto de carbono — uma substância composta por carbono e hidrogênio — sob pressões imensas, milhões de vezes superiores àquelas da Terra, além de temperaturas semelhantes às encontradas na superfície solar. Os resultados das simulações revelaram que parte dos átomos forma uma estrutura sólida em rede, enquanto outros se movem livremente, caracterizando um material superiônico.
As análises mostraram que o carbono tende a organizar-se em redes hexagonais, enquanto o hidrogênio se desloca em trajetórias espirais unidimensionais. Essa configuração peculiar se distingue das fases tradicionais de sólido, líquido e gás, apresentando propriedades físicas únicas que podem ser significativas para entender as características desses planetas.
Consequências para Urano, Netuno e exoplanetas
Os pesquisadores afirmam que a descoberta desse estado superiônico pode ter repercussões na condutividade elétrica e no comportamento magnético de Urano e Netuno. No Sistema Solar, Urano já é conhecido por seu campo magnético altamente inclinado e deslocado em relação ao eixo de rotação, além de um eixo quase horizontal; aspectos cuja origem ainda é objeto de estudo. A nova fase da matéria poderia ajudar a elucidar algumas dessas anomalias.
Além disso, essas descobertas expandem o entendimento sobre possíveis estados da matéria em exoplanetas com composições semelhantes aos gigantes gelados. Em mundos com alta concentração de carbono e hidrogênio submetidos a pressões extremas, materiais podem assumir formas exóticas não observadas nas condições terrestres, impactando os modelos de estrutura interna e evolução planetária.
Imagem: Imagem gerada por IA/Gemini
Pesquisas anteriores realizadas a partir da Terra e pela sonda Voyager 2 já haviam indicado que abaixo das atmosféricas ricas em hidrogênio e hélio existem camadas de “gelo quente”, compostas por água, metano e amônia. Além disso, há evidências de que o carbono pode cristalizar em diamantes que afundam rumo ao núcleo. As novas simulações introduzem mais uma possibilidade ao leque de fases que podem existir nessas condições extremas.
Este estudo reforça a noção de que a matéria nos interiores planetários pode apresentar comportamentos ainda pouco compreendidos e amplia o entendimento utilizado para interpretar dados sobre planetas do Sistema Solar e sistemas extrasolares.
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