Cientistas da Carnegie Institution for Science identificaram, por meio de simulações avançadas, um possível novo estado da matéria no interior de planetas gigantes gelados como Urano e Netuno. Nessas condições extremas, o carbono e o hidrogênio podem formar uma fase híbrida incomum, na qual o material apresenta propriedades de sólido e fluido ao mesmo tempo.
Simulações revelam estrutura superiônica inédita
O estudo, liderado por Cong Liu e Ronald Cohen e publicado na revista Nature Communications, utilizou supercomputadores e técnicas de aprendizado de máquina para recriar as condições extremas presentes no interior desses planetas.
As simulações consideraram pressões entre 5 milhões e 30 milhões de vezes a pressão atmosférica da Terra e temperaturas variando de 4.000 a 6.000 Kelvin. Nesse ambiente, os átomos de carbono se organizam em uma rede hexagonal estável, enquanto os átomos de hidrogênio se movem livremente por essa estrutura em trajetórias espiraladas ou helicoidais.
Esse comportamento caracteriza um estado conhecido como superiônico quasi-unidimensional, no qual parte da estrutura permanece rígida enquanto outra parte se movimenta, criando uma combinação única de propriedades físicas.
Impactos no entendimento dos planetas gigantes
A descoberta traz implicações importantes para a astrofísica e para a compreensão da estrutura interna de planetas como Urano e Netuno. O movimento direcionado do hidrogênio dentro da rede de carbono pode influenciar diretamente a forma como calor e eletricidade são transportados no interior desses corpos celestes.
Esse fator pode ajudar a explicar os campos magnéticos incomuns desses planetas, que diferem significativamente dos padrões observados em outros planetas do Sistema Solar, indicando processos internos mais complexos do que se imaginava anteriormente.
Possíveis avanços na ciência de materiais
Além das implicações astronômicas, o estudo revela que elementos simples como carbono e hidrogênio podem apresentar comportamentos altamente complexos sob condições extremas. A formação de estruturas organizadas com movimento direcional controlado abre novas possibilidades para a ciência de materiais.
Essas descobertas podem, no futuro, inspirar o desenvolvimento de materiais com propriedades inéditas, especialmente em aplicações que exigem controle preciso de condução térmica e elétrica, ampliando o potencial tecnológico derivado de pesquisas em ambientes extremos.
