Un team internazionale di ricercatori, guidato da Mungo Frost del centro di ricerca SLAC in California, ha scoperto nuovi dettagli sulla formazione della pioggia di diamanti su pianeti ghiacciati come Nettuno e Urano. Utilizzando il laser a raggi X European XFEL a Schenefeld, i ricercatori hanno rivelato che questo fenomeno potrebbe avere un impatto significativo sui campi magnetici di questi pianeti e sulla loro esistenza su esopianeti più piccoli. I risultati, pubblicati sulla rivista scientifica Nature Astronomy, forniscono anche indizi sulla formazione dei complessi campi magnetici di questi pianeti.
La formazione della pioggia di diamanti
In precedenti studi sui laser a raggi X, gli scienziati avevano già scoperto che i diamanti dovrebbero formarsi dai composti di carbonio all’interno dei grandi pianeti gassosi a causa dell’elevata pressione che vi regna. Questi diamanti si depositerebbero poi ulteriormente all’interno dei pianeti come una pioggia di pietre preziose dagli strati superiori. Un nuovo esperimento presso l’European XFEL ha ora dimostrato che la formazione dei diamanti dai composti di carbonio inizia già a pressioni e temperature inferiori a quelle precedentemente assunte. Per i pianeti gassosi, ciò significa che la pioggia di diamanti si forma già a una profondità inferiore rispetto a quanto si pensasse, potendo così influenzare maggiormente la formazione dei campi magnetici.
L’influenza sui campi magnetici
La pioggia di diamanti, nel suo percorso dagli strati esterni a quelli interni dei pianeti, può trascinare gas e ghiaccio, causando correnti di ghiaccio conduttivo. Queste correnti di fluidi conduttivi agiscono come una sorta di dinamo attraverso la quale si formano i campi magnetici dei pianeti. “La pioggia di diamanti probabilmente ha un’influenza sulla formazione dei complessi campi magnetici di Urano e Nettuno”, ha affermato Frost.
La ricerca e le implicazioni future
Il processo sperimentale
Il gruppo ha utilizzato una pellicola di plastica realizzata con il composto idrocarburico polistirene come fonte di carbonio. Sotto pressione molto elevata, si formano diamanti dalla pellicola – un processo che avviene nello stesso modo all’interno dei pianeti e che può essere imitato presso l’European XFEL. I ricercatori hanno generato l’alta pressione e la temperatura di oltre 2200 gradi Celsius che prevalgono all’interno dei giganti gassosi ghiacciati con l’aiuto di celle a stampo di diamante e laser. Le celle a stampo funzionano come un mini morsetto in cui il campione viene compresso tra due diamanti. Con l’aiuto degli impulsi di raggi X dell’European XFEL, è possibile osservare con precisione il tempo, le condizioni e la sequenza della formazione dei diamanti nella cella a stampo.
La collaborazione internazionale
Il team di ricerca internazionale include anche scienziati dell’European XFEL, dei centri di ricerca tedeschi DESY ad Amburgo e del Centro Helmholtz di Dresda-Rossendorf, oltre a altre istituzioni di ricerca e università di diversi paesi. Il consorzio di utenti European XFEL HIBEF, che coinvolge i centri di ricerca HZDR e DESY, ha contribuito in modo significativo a questo lavoro. “Grazie a questa collaborazione internazionale, abbiamo fatto grandi progressi presso l’European XFEL e ottenuto nuove e notevoli intuizioni sui pianeti ghiacciati”, afferma Frost.
In conclusione, lo studio della pioggia di diamanti sui pianeti ghiacciati come Nettuno e Urano non solo ci fornisce una comprensione più profonda dei processi interni di questi corpi celesti, ma apre anche la strada a nuove scoperte sui campi magnetici e sulla possibile esistenza di fenomeni simili su esopianeti più piccoli. Con la continua collaborazione internazionale e l’uso di tecnologie avanzate come l’European XFEL, gli scienziati sono in grado di sbloccare i misteri dell’universo, un diamante alla volta.
