Cientistas identificaram um novo estado ?superi?nico? de carbono e hidrog?nio que pode existir nas profundezas de Urano e Netuno. A descoberta, liderada por Cong Liu do Carnegie Science, sugere que esses planetas distantes apresentam comportamento incomum no transporte de calor, eletricidade e atividade magn?tica.
O material aparece em uma camada est?vel entre os gases exteriores e as profundezas rochosas dos gigantes gelados. No estado identificado, o carbono fica preso em uma estrutura r?gida enquanto o hidrog?nio percorre caminhos espirais atrav?s dela, criando um movimento direcional que difere do comportamento uniforme esperado.
Estado h?brido entre s?lido e fluido
No estado superi?nico descoberto, uma fase h?brida onde um ?tomo permanece fixo e outro se move livremente, solidez e fluxo coexistem. O carbono forma um arcabou?o r?gido enquanto o hidrog?nio se move ao longo de rotas espirais, fazendo com que o material se comporte parcialmente como s?lido e parcialmente como fluido.
Experimentos anteriores com gelo de ?gua mostraram uma fase superi?nica sob press?o planet?ria, mas esta vers?o apresenta comportamento muito mais direcional. A diferen?a revela que a mat?ria n?o apenas se move, mas prefere rotas espec?ficas.
Transforma??es sob press?o extrema
Sob press?o e calor extremos nas profundezas planet?rias, o material passa por v?rias formas distintas. Temperaturas elevadas primeiro liberam o hidrog?nio, depois o empurram para um estado onde se move principalmente em uma dire??o antes de se espalhar mais amplamente.
Em temperaturas ainda mais altas, a estrutura ordenada enfraquece o suficiente para que o material se comporte mais como fluido que como cristal. Essas mudan?as graduais sugerem que interiores planet?rios podem ter zonas cujas propriedades mudam drasticamente com a profundidade, n?o camadas simples.
Condu??o direcional de energia
Devido ? prefer?ncia do hidrog?nio por determinadas rotas, o material mostrou anisotropia na condu??o de calor e cargas, comportando-se diferentemente conforme a dire??o. Os el?trons realizam a maior parte do transporte, enquanto ?ons em movimento contribuem muito menos que em outras fases planet?rias ex?ticas.
Dentro de um planeta, esse desequil?brio pode direcionar energia atrav?s de algumas regi?es mais rapidamente que outras, deixando ?reas pr?ximas com comportamentos distintos. Uma vez que o transporte n?o ? mais uniforme, modelos do interior profundo precisam considerar estrutura al?m de qu?mica.
Explica??o para campos magn?ticos inclinados
O eixo magn?tico de Netuno se inclina cerca de 47 graus em rela??o ao eixo de rota??o, e o de Urano quase 60 graus. Essa geometria peculiar h? muito sugere que correntes el?tricas formadoras desses campos surgem em camadas incomuns, n?o em n?cleos centrais profundos.
Uma fase de hidrocarboneto que conduz ao longo de dire??es preferenciais se encaixaria melhor nesse cen?rio que um oceano simples e uniforme de material quente. O mesmo comportamento direcional oferece explica??o para como correntes internas desiguais podem produzir os campos magn?ticos inclinados e descentrados dos planetas.
Implica??es para exoplanetas
Mais de 6.000 mundos confirmados comp?em o cat?logo astron?mico atual, muitos mais parecidos com Netuno que com a Terra. A qu?mica inferida para nossos gigantes gelados pode moldar como cientistas interpretam massa, raio e comportamento magn?tico em outros locais.
Sub-Netunos, planetas entre a Terra e Netuno em tamanho, aparecem com frequ?ncia suficiente no censo para tornar essa qu?mica amplamente ?til. Cada avan?o reduz suposi??es quando pesquisadores tentam determinar se um planeta remoto ? estratificado, misturado, resfriando rapidamente ou retendo calor.
Elementos simples em comportamento complexo
?Carbono e hidrog?nio est?o entre os elementos mais abundantes em materiais planet?rios, mas seu comportamento combinado em condi??es de planetas gigantes permanece longe de ser totalmente compreendido?, disse Liu. O ponto ajuda explicar por que interiores planet?rios continuam surpreendendo f?sicos, mesmo quando ingredientes v?m das entradas mais simples da tabela peri?dica.
Uma vez que elementos comuns come?am formando estruturas incomuns, interiores de gigantes gelados se tornam mais dif?ceis de tratar como quimicamente simples.
Aplica??es tecnol?gicas futuras
Al?m da astronomia, as conclus?es s?o importantes porque transporte dependente de dire??o ? caracter?stica valorizada em materiais projetados para guiar calor ou corrente. Um cristal que naturalmente canaliza movimento ao longo de caminhos fixos pode inspirar novas ideias para eletr?nicos de ambientes extremos ou controle t?rmico.
O artigo n?o transformou esse composto planet?rio em tecnologia pronta, pois sobrevive apenas sob press?o e calor castigantes. Ainda assim, identificar o padr?o indica a engenheiros que tipos de movimento ordenado a natureza pode produzir quando ?tomos s?o for?ados em espa?os apertados.
Limita??es do estudo atual
Nenhuma espa?onave amostrou essas camadas diretamente, e nenhum laborat?rio ainda reproduziu essa fase exata de hidrocarboneto sob condi??es de planetas gigantes. Por enquanto, o caso repousa em simula??es que rastrearam ?tomos sob press?o e temperatura extremas, depois mapearam como fases mudaram.
Isso torna o resultado robusto o suficiente para guiar experimentos, mas n?o final o bastante para contar como detec??o direta dentro de qualquer planeta. Futuros experimentos com laser, testes de ultra-alta press?o e novas miss?es aos gigantes gelados decidir?o quanto dessa previs?o sobrevive.
O novo quadro transforma Netuno e Urano em locais onde mesmo ingredientes simples podem construir caminhos direcionais que remodelam planetas inteiros. Se a representa??o se sustentar, modelos planet?rios precisar?o rastrear do que camadas profundas s?o feitas e como movimento ? for?ado. O estudo foi publicado na Nature Communications.
Fonte: https://www.earth.com/news/uranus-neptune-interiors-could-be-previously-unknown-superionic-state-of-matter/
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Fonte: TV Alagoas
