Giganti gassosi: immense miniere di diamanti

I due giganti gassosi del Sistema Solare: Urano e Nettuno
I due giganti gassosi del Sistema Solare: Urano e Nettuno. Credit: NASA

I giganti gassosi sono i pianeti più rappresentativi dell’intero Universo. L’estreme temperatura e pressione creano l’ambiente ideale per la formazione dei diamanti. Un equipe di scienziati, venerdì scorso, ha pubblicato un articolo su Scienze (rif.) che conferma questa ipotesi. Usando la comune plastica, hanno ricreato sulla Terra le medesime condizioni che riscontriamo nelle profondità di Urano e Nettuno.

Gli scienziati avevano già precedentemente teorizzato che, condizioni estreme trasformano idrogeno e carbonio in diamanti solidi a migliaia di chilometri sotto la superficie di questi giganti gassosi. Ora questa nuova ricerca, inserendo l’ossigeno nei composti iniziali, ha aperto la strada per ipotizzare la presenza di diamanti in tutti i pianeti gassosi del cosmo.

Diamanti dal PET

Si pensa che giganti del ghiaccio come Nettuno e Urano siano la forma più comune di pianeta al di fuori del nostro Sistema Solare. Dominik Kraus, un fisico del laboratorio di ricerca tedesco HZDR e uno degli autori dello studio, ha affermato che sotto la superficie di questi pianeti ci sia un “liquido caldo e denso di metano ed ammoniaca”. In questo fluido, i diamanti si formano e affondano lentamente verso i nuclei rocciosi a più di 10.000 chilometri più in basso.

In questo “ambiente fertile” i diamanti precipitati potrebbero formare immense miniere che si estendono per “centinaia di chilometri o anche di più”, ha detto Kraus. Anche se queste pietre preziose non sono lucide come una “bella gemma su un anello”, sono stati formati da forze simili a quelle che si verificano sulla Terra. Con l’obiettivo di replicare il processo, il team di ricerca ha trovato la miscela necessaria di carbonio, idrogeno e ossigeno in una fonte prontamente disponibile: il polietilene tereftalato (PET), la comune plastica che viene utilizzata per gli imballaggi e le bottiglie.

Kraus ha affermato che mentre il team ha utilizzato nell’esperimento del PET puro, “in linea di principio l’esperimento dovrebbe funzionare con le comuni bottiglie di Coca-Cola” ha affermato. Gli scienziato per ricreare le condizioni hanno usato un laser ottico ad alta potenza, lo SLAC del National Accelerator Laboratory in California. “Lampi di raggi X molto brevi di incredibile luminosità” hanno permesso di osservare il processo dei nanodiamanti, diamanti troppo piccoli per essere visti ad occhio nudo, mentre si formavano. “L’ossigeno presente in questa tipologia di pianeti aiuta davvero a risucchiare gli atomi di idrogeno dal carbonio, quindi è più facile che si formino i diamanti”, ha aggiunto. Per tanto lo studio di campioni C─H─O fornisce uno scenario più realistico.

Produzione di nanodiamanti

L’esperimento potrebbe indicare un nuovo modo di produrre nanodiamanti, che hanno una gamma ampia e crescente di applicazioni, tra cui la somministrazione farmaceutica, la chirurgia non invasiva e l’elettronica quantistica. “A oggi il modo in cui i nanodiamanti sono realizzati è prendere un mucchio di carbonio e farlo esplodere”, ha affermato Benjamin Ofori-Okai, scienziato dello SLAC e coautore dello studio. “La produzione laser potrebbe offrire un metodo più pulito e più facilmente controllabile per produrre nanodiamanti”, ha aggiunto.

La ricerca sulla formazione di diamanti rimane ipotetica perché ancora poco sappiamo di Urano e Nettuno, i pianeti più esterni del nostro Sistema Solare. Solo le sonde spaziali del programma Voyager della NASA nella fine degli anni ’70, hanno sorvolato i due giganti di ghiaccio. Paradossalmente, i dati che ne abbiamo ricavato da quei flyby sono ancora ancora utilizzati nella ricerche. Ma alcuni scienziati della NASA, stanno delineando a grandi linee nuove missioni sui pianeti i pianeti esterni del Sistema solare, lanciate probabilmente nel prossimo decennio.

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