Diamanti su Urano: come potrebbe piovere gioielli da un milione di carati su pianeti ghiacciati

I diamanti sono una delle merci più ricercate sulla Terra, per la loro bellezza, utilità nei processi industriali e, naturalmente, per la loro scarsità.

Ci vogliono milioni – anche miliardi – di anni per formarsi nelle profondità della Terra, abbiamo solo diamanti sulla superficie del pianeta a causa delle eruzioni vulcaniche.

Un nuovo studio scientifico ha scoperto che mentre i diamanti scarseggiano sul nostro pianeta natale, potrebbero tuttavia essere abbondanti in altre parti dell’universo.

Ipotesi ed esperimenti precedenti hanno sollevato la possibilità che pianeti giganti di ghiaccio facciano letteralmente piovere diamanti, in un particolare tipo di precipitazione determinata da livelli incredibili di pressione.

Ora gli scienziati dello SLAC National Accelerator Laboratory del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti hanno scoperto che la presenza di ossigeno rende più probabile la formazione di diamanti, il che significa che potrebbero formarsi in una gamma più ampia di condizioni.

Ciò significa che la pioggia di diamanti potrebbe essere un fenomeno su ancora più pianeti di quanto si pensasse in precedenza.

Pioggia di diamanti sui giganti di ghiaccio

Alcuni scienziati ritengono che il fenomeno della pioggia di diamanti abbia luogo su Urano e Nettuno nel nostro sistema solare.

Si pensa che esista a circa 8.000 km sotto la superficie dei nostri giganti di ghiaccio vicini, creati da miscele comunemente trovate di idrogeno e carbonio, schiacciate insieme a una pressione incredibile.

E un esperimento, condotto nel 2017ha simulato l’ambiente che si trova all’interno dei nostri due giganti di ghiaccio del vicinato.

Gli scienziati, sempre allo SLAC National Accelerator Laboratory del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, sono stati in grado di creare e osservare per la prima volta la pioggia di diamanti.

I ricercatori hanno simulato l’ambiente che si trova all’interno dei pianeti creando onde d’urto in plastica con un intenso laser ottico.

Sono stati in grado di vedere che quasi ogni atomo di carbonio della plastica originale era incorporato in piccole strutture a diamante larghe fino a pochi nanometri.

Mentre i diamanti creati nell’esperimento sono minuscoli, si prevede che le vere gocce di pioggia di diamanti su Urano e Nettuno saranno molto più grandi, fino a milioni di carati.

L’ossigeno un ingrediente segreto

Il nuovo studio ha coinvolto un nuovo materiale che ricorda più da vicino la composizione chimica di Nettuno e Urano, secondo i ricercatori.

Sebbene questi due pianeti contengano carbonio e idrogeno, hanno anche altri elementi, come grandi quantità di ossigeno.

Hanno scoperto che la presenza di ossigeno rende più probabile la formazione di diamanti, il che ha implicazioni sulla prevalenza del fenomeno nell’universo.

“Il documento precedente è stata la prima volta che abbiamo visto direttamente la formazione di diamanti da qualsiasi miscela”, ha affermato Siegfried Glenzer, direttore della divisione High Energy Density presso SLAC.

“Da allora, ci sono stati molti esperimenti con diversi materiali puri. Ma all’interno dei pianeti è molto più complicato; ci sono molte più sostanze chimiche nel mix. E quindi, quello che volevamo capire qui era che tipo di effetto hanno queste sostanze chimiche aggiuntive”.

Come nell’esperimento precedente, i ricercatori hanno sparato laser su un certo tipo di plastica per vedere come questo influiva sugli atomi.

Questa plastica era tuttavia una plastica PET, che “ha un buon equilibrio tra carbonio, idrogeno e ossigeno per simulare l’attività nei pianeti di ghiaccio”, secondo Dominik Kraus, fisico all’HZDR e professore all’Università di Rostock.

Il team, guidato dall’Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) e dall’Università di Rostock in Germania, nonché dall’École Polytechnique francese in collaborazione con SLAC, ha pubblicato i risultati su Science Advances.

Gli autori affermano che le nuove scoperte potrebbero anche portare a un nuovo modo di creare nanodiamanti, che può essere utilizzato per una serie di usi pratici qui sulla Terra.

Questi includono la somministrazione di farmaci, sensori medici, chirurgia non invasiva, produzione sostenibile ed elettronica quantistica.