La hipótesis es que el intenso calor y la presión —generados a miles de kilómetros bajo la superficie de estos gigantes cubiertos de hielo— estarían separando los compuestos de hidrocarburos. Como resultado, el carbono se comprime en diamantes y se hunde aún más bajo, hacia los núcleos planetarios.
"Esta investigación proporciona datos sobre un fenómeno que es muy difícil de modelar computacionalmente. Se trata de la miscibilidad de dos elementos, que refleja cómo estos se combinan cuando se mezclan. Aquí se pudo ver cómo se separan dos elementos. Es como hacer que la mayonesa vuelva a separarse en aceite y vinagre", explicó el físico Mike Dunne, director de la LCLS.
Neptuno y Urano son planetas del sistema solar cuyos procesos internos son difíciles de entender para la comunidad científica. Y es que están muy lejos de la Tierra. La Voyager 2 es la única sonda espacial que pudo acercarse a ellos, y solo para sobrevolarlos, y no para realizar una misión a largo plazo.
Por ahora se sabe que las atmósferas de Neptuno y Urano contienen principalmente hidrógeno y helio con una pequeña cantidad de metano. Además, un fluido supercaliente y superdenso de materiales como el agua, el metano y el amoníaco envuelve el núcleo planetario.
Algunos cálculos y experimentos realizados hace décadas han revelado que una vez sometido a alta presión y temperatura, el metano es capaz de descomponerse en diamantes. Ha sido difícil replicar este proceso en la Tierra. Para ello, en aquel entonces los científicos del SLAC utilizaron el poliestireno (C8H8) en vez del metano (CH4). En primer lugar calentaron y presurizaron el material para replicar las condiciones de Neptuno a 10.000 kilómetros de profundidad. Los pulsos de láser generaron ondas en el poliestireno que calentaron ese material a unos 4.727 grados.
Kraus y sus colegas utilizaron la difracción de rayos X para poner a prueba el material. Se trata de un método que puede funcionar bien solo si se aplica a materiales con estructuras que son cristalinas, y es menos eficaz con las moléculas no lo son, ya que en este caso la imagen no estaría completa.
En el nuevo experimento, el equipo del SLAC utilizó un método diferente que consistió en medir cómo los rayos X dispersaban los electrones en el poliestireno. Esto les permitió no solo observar la transformación del carbono en diamante, sino también lo que sucede al resto de los componentes de su molécula que se transforman en hidrógeno. Y a raíz de este proceso de desintegración prácticamente no quedaron restos de carbono.
"En el caso de los gigantes de hielo, ahora sabemos que el carbono produce casi exclusivamente diamantes cuando se separa y que no adquiere una forma fluida en el proceso de transformación", explicó Kraus.
Si los diamantes — considerados la materia más densa y sólida en el mundo— realmente llueven en el interior de Neptuno y Urano, podrían hacer que se libere una energía gravitacional, que posteriormente se convierte en calor como consecuencia de la fricción entre los diamantes y el material que los rodea.
