No solo Lucy tiene diamantes en el cielo, como la protagonista de la famosa canción de The Beatles. Los investigadores dicen que Saturno, Júpiter, Neptuno y Urano también podrían tenerlos.
Las atmósferas de estos planetas gaseosos tienen la condiciones ideales de temperatura y presión contener carbono en forma de diamantes, dijeron Mona Delitsky de California Specialty Engineering y Kevin Baines de la Universidad de Wisconsin durante la conferencia en el División de Ciencias Planetarias de la Sociedad Astronómica Estadounidense .
Algunas investigaciones previas habían considerado a Neptuno y Urano como fuentes del hipotético negocio de los diamantes espaciales. Los minuciosos cálculos de Delitsky y Baines indican que Saturno y Júpiter también pueden albergar un tesoro brillante.
“Serían como los diamantes que tenemos aquí, pero probablemente un poco más densos… Probablemente serían la misma gema translúcida que todos conocemos”, dijo Delitsky.
Todo esto se basa en teorías y modelos, por supuesto. Ninguna nave espacial ha detectado, fotografiado o recolectado diamantes. Pero la teoría no surgió de la nada.
las fases del carbono
Quizás recuerdes de tus clases de Química que las sustancias adoptan diferentes estados físicos dependiendo de la temperatura y la presión. Por ejemplo, el agua se convierte en hielo a los cero grados centígrados y se evapora a los 100 grados, bajo la presión estándar de la superficie terrestre.
El carbono tiene la capacidad de adoptar más de una forma es estado sólido . A bajas temperaturas y presiones, el carbono es tan estable como el grafito, la sustancia de los lápices ordinarios. Se necesitan condiciones muy extremas para transformar el carbono en diamantes, que son químicamente idénticos al grafito pero exquisitamente fuertes, ya que los átomos en ellos están más unidos entre sí.
Los científicos saben que el carbono en forma de metano se encuentra en las atmósferas de Saturno, Júpiter, Neptuno y Urano, especialmente en los dos últimos. Una molécula de metano consiste en un átomo de carbono rodeado por cuatro átomos de hidrógeno.
Tanto Urano como Neptuno tienen grandes cantidades de metano en su interior, que se convertiría en carbono simple a altas temperaturas. Condiciones extremas de temperatura y presión permitirían que el carbono formara diamantes, tal y como indicaba Marvin Ross en un estudio publicado en 1981 en la revista Naturaleza.
Recientemente, los experimentos de ondas de choque que simulan las condiciones extremas de otros planetas han demostrado más claramente los límites de temperatura y presión entre las diferentes formas de carbono.
Del relámpago a los diamantes
Al estudiar los sistemas de tormentas en Saturno, Baines notó que las áreas de la atmósfera donde habían estado las nubes de tormenta quedaron más oscuras que las nubes normales.
El material que mejor se adaptaba a este efecto era el carbono en forma de hollín, como el que se produce al quemar madera, probablemente como consecuencia de los rayos. El investigador publicó un estudio al respecto en 2009.
Pero, ¿qué sucede cuando estas partículas de carbono se hunden hasta las profundidades de Saturno?
La investigadora planetaria Nadine Nettleman de la Universidad de California, Santa Cruz, desarrolló gráficos de cambios de temperatura y presión con respecto a la altitud en Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Delitsky y Baines compararon esta información, la mayor parte de la cual no ha sido publicada, con descubrimientos recientes sobre las condiciones para la formación de diamantes.
Delitsky y Baines confirmaron que podrían existir diamantes en Urano y Neptuno y demostraron que también podrían formarse en Saturno y Júpiter.
Todos estos planetas están hechos de gas, por lo que sus “interiores” son esencialmente gas presurizado muy caliente. El carbono tomaría la forma de hollín en lo alto de la atmósfera de Saturno, pero a medida que desciende, se transformaría en grafito, a unos 2000 Kelvin (1727 grados Celsius). Más cerca del núcleo del planeta, a unos 3.000 Kelvin (2.727 grados Celsius), se transformaría en diamante.
“Es tan bajo que no podemos ver esa región de la atmósfera con una nave espacial”, dijo Delitsky.
En los núcleos de Júpiter y Saturno, los diamantes se derretirían, pero los núcleos de Urano y Neptuno son lo suficientemente “fríos” para mantenerlos en estado sólido, a una temperatura de 6000 Kelvin (5727 grados Celsius).
Delitsky imagina que podría haber “diamantes del tamaño de una mano” en esos planetas, aunque no ha hecho tales cálculos. Podría haber hasta 10 millones de toneladas de diamantes, producto del hollín generado por la caída de rayos en Saturno, dijeron los investigadores.
¿Están realmente allí? ¿Podemos extraerlos?
Los científicos no relacionados con el proyecto mostraron una mezcla de interés y escepticismo.
“Este tipo de estudio muestra que todavía tenemos un largo camino por recorrer para comprender la composición y estructura de Júpiter y Saturno, dos planetas que tienen unas 300 y 100 veces la masa de la Tierra, respectivamente, y que fueron cruciales en la formación de el sistema solar.” Tristan Guillot, investigador planetario del Observatoire de la Cote d’Azur en Francia, dijo por correo electrónico.
Si hubiera diamantes, probablemente no serían del tamaño de un iceberg, dijo Guillot. Cualquier estructura de este tipo caería rápidamente en el interior del planeta y agotaría el carbono de las capas exteriores. Eso daría como resultado una atmósfera pobre en carbono, que no es el caso, como saben los científicos.
Es posible que el carbono en forma de diamante sea estable dentro de Saturno y Júpiter, dice Peter Read, profesor de física en la Universidad de Oxford, pero se muestra escéptico de que se puedan encontrar diamantes como los que existen en la Tierra. Quizás en lugar de grandes trozos de la piedra preciosa, hay nubes de material de diamante condensado, dijo. Pero simplemente no lo sabemos.
Además, si hubiera diamantes, estarían en las profundidades de estos planetas, donde es difícil llegar, dijo Read. Las temperaturas son muy altas y la presión es hasta un millón de veces mayor que la de la superficie terrestre.
Esto plantea grandes interrogantes sobre la posible extracción de diamantes en el espacio. ¿De qué estaría hecho el robot minero para soportar tales temperaturas y presiones? (Delitsky propone: ¡diamantes!). ¿Cómo sería propulsada la nave espacial?
“¡Probablemente hay formas más fáciles (y más baratas) de obtener diamantes que ir a Neptuno o Urano en un submarino altamente reforzado!” Leer escribió en un correo electrónico.
Aunque la NASA no tiene programada ninguna misión espacial de extracción de diamantes, es posible que pronto podamos aprender más sobre la probable existencia de diamantes. Astronave Junio llegará a Júpiter en 2016 y la nave espacial Casini se sumergirá en Saturno en 2017 para recopilar información sobre los campos gravitatorios y magnéticos de estos planetas.
Estas naves espaciales no profundizarán lo suficiente como para explorar hipotéticas regiones de diamantes, pero al menos “podremos verificar si hay signos de cambios de densidad que ocurrirían cerca de donde se predice que se formarán los diamantes”, dijo Guillot.
Exploraciones más ambiciosas de los planetas exteriores podrían ayudarnos a determinar si estas teorías de diamantes durarán para siempre.
