Cientistas identificaram um novo estado “superiônico” de carbono e hidrogênio 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 magnética.O material aparece em uma camada estável entre os gases exteriores e as profundezas rochosas dos gigantes gelados. No estado identificado, o carbono fica preso em uma estrutura rígida enquanto o hidrogênio percorre caminhos espirais através dela, criando um movimento direcional que difere do comportamento uniforme esperado.Estado híbrido entre sólido e fluidoNo estado superiônico descoberto, uma fase híbrida onde um átomo permanece fixo e outro se move livremente, solidez e fluxo coexistem. O carbono forma um arcabouço rígido enquanto o hidrogênio se move ao longo de rotas espirais, fazendo com que o material se comporte parcialmente como sólido e parcialmente como fluido.Experimentos anteriores com gelo de água mostraram uma fase superiônica sob pressão planetária, mas esta versão apresenta comportamento muito mais direcional. A diferença revela que a matéria não apenas se move, mas prefere rotas específicas.Transformações sob pressão extremaSob pressão e calor extremos nas profundezas planetárias, o material passa por várias formas distintas. Temperaturas elevadas primeiro liberam o hidrogênio, depois o empurram para um estado onde se move principalmente em uma direção 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 mudanças graduais sugerem que interiores planetários podem ter zonas cujas propriedades mudam drasticamente com a profundidade, não camadas simples.Condução direcional de energiaDevido à preferência do hidrogênio por determinadas rotas, o material mostrou anisotropia na condução de calor e cargas, comportando-se diferentemente conforme a direção. Os elétrons realizam a maior parte do transporte, enquanto íons em movimento contribuem muito menos que em outras fases planetárias exóticas.Dentro de um planeta, esse desequilíbrio pode direcionar energia através de algumas regiões mais rapidamente que outras, deixando áreas próximas com comportamentos distintos. Uma vez que o transporte não é mais uniforme, modelos do interior profundo precisam considerar estrutura além de química.Explicação para campos magnéticos inclinadosO eixo magnético de Netuno se inclina cerca de 47 graus em relação ao eixo de rotação, e o de Urano quase 60 graus. Essa geometria peculiar há muito sugere que correntes elétricas formadoras desses campos surgem em camadas incomuns, não em núcleos centrais profundos.Capa – urano e netuno Imagem: Instituto Keck de Estudos Espaciais/Chuck CarterUma fase de hidrocarboneto que conduz ao longo de direções preferenciais se encaixaria melhor nesse cenário que um oceano simples e uniforme de material quente. O mesmo comportamento direcional oferece explicação para como correntes internas desiguais podem produzir os campos magnéticos inclinados e descentrados dos planetas.Implicações para exoplanetasMais de 6.000 mundos confirmados compõem o catálogo astronômico atual, muitos mais parecidos com Netuno que com a Terra. A química inferida para nossos gigantes gelados pode moldar como cientistas interpretam massa, raio e comportamento magnético em outros locais.Sub-Netunos, planetas entre a Terra e Netuno em tamanho, aparecem com frequência suficiente no censo para tornar essa química amplamente útil. Cada avanço reduz suposições quando pesquisadores tentam determinar se um planeta remoto é estratificado, misturado, resfriando rapidamente ou retendo calor.Elementos simples em comportamento complexo“Carbono e hidrogênio estão entre os elementos mais abundantes em materiais planetários, mas seu comportamento combinado em condições de planetas gigantes permanece longe de ser totalmente compreendido”, disse Liu. O ponto ajuda explicar por que interiores planetários continuam surpreendendo físicos, mesmo quando ingredientes vêm das entradas mais simples da tabela periódica.Uma vez que elementos comuns começam formando estruturas incomuns, interiores de gigantes gelados se tornam mais difíceis de tratar como quimicamente simples.Aplicações tecnológicas futurasAlém da astronomia, as conclusões são importantes porque transporte dependente de direção é característica 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 eletrônicos de ambientes extremos ou controle térmico.O artigo não transformou esse composto planetário em tecnologia pronta, pois sobrevive apenas sob pressão e calor castigantes. Ainda assim, identificar o padrão indica a engenheiros que tipos de movimento ordenado a natureza pode produzir quando átomos são forçados em espaços apertados.Limitações do estudo atualNenhuma espaçonave amostrou essas camadas diretamente, e nenhum laboratório ainda reproduziu essa fase exata de hidrocarboneto sob condições de planetas gigantes. Por enquanto, o caso repousa em simulações que rastrearam átomos sob pressão e temperatura extremas, depois mapearam como fases mudaram.Isso torna o resultado robusto o suficiente para guiar experimentos, mas não final o bastante para contar como detecção direta dentro de qualquer planeta. Futuros experimentos com laser, testes de ultra-alta pressão e novas missões aos gigantes gelados decidirão quanto dessa previsão sobrevive.O novo quadro transforma Netuno e Urano em locais onde mesmo ingredientes simples podem construir caminhos direcionais que remodelam planetas inteiros. Se a representação se sustentar, modelos planetários precisarão rastrear do que camadas profundas são feitas e como movimento é forçado. O estudo foi publicado na Nature Communications.Fonte: https://www.earth.com/news/uranus-neptune-interiors-could-be-previously-unknown-superionic-state-of-matter/⚠️ INFORMAÇÕES PARA A REDAÇÃO — REMOVER ANTES DE PUBLICAR O post Cientistas descobrem novo estado ‘superiônico’ da matéria apareceu primeiro em Olhar Digital.