Simulações de física quântica publicadas na revista Nature Communications sugerem que o interior de Urano e Netuno pode conter uma fase inédita da matéria. Estudos recentes, com foco no comportamento do hidreto de carbono sob condições extremas, indicam o possível surgimento de um estado superiônico nessas camadas profundas dos gigantes de gelo.

O que foi feito e o que se encontrou

Pesquisadores usaram modelagens computacionais para investigar como o hidreto de carbono — uma molécula formada por carbono e hidrogênio — se comporta quando submetida a pressões milhões de vezes superiores à terrestre e a temperaturas comparáveis às da superfície do Sol. As simulações apontaram para a formação de uma fase na qual parte dos átomos fica organizada em uma rede sólida enquanto outros se movimentam livremente, caracterizando um material superiônico.

Nos resultados mostrados, o carbono tende a manter uma estrutura em redes hexagonais, enquanto o hidrogênio se desloca ao longo de trajetórias espirais unidimensionais. Esse arranjo atípico difere das fases convencionais de sólido, líquido e gás e tem propriedades físicas distintas que podem ser relevantes para as características observadas desses planetas.

Implicações para Urano, Netuno e exoplanetas

De acordo com os autores do estudo, a presença desse estado superiônico pode influenciar a condutividade elétrica e o comportamento magnético de Urano e Netuno. No Sistema Solar, Urano já é conhecido por ter um campo magnético fortemente inclinado e deslocado em relação ao eixo de rotação, além de um eixo quase deitado; características cuja origem completa ainda é alvo de investigação. A nova fase da matéria poderia contribuir para explicar parte dessas anomalias.

As descobertas também ampliam a compreensão sobre os possíveis estados da matéria em exoplanetas que apresentam composição semelhante aos gigantes de gelo. Em mundos com composições ricas em carbono e hidrogênio submetidos a pressões extremas, materiais podem assumir formas exóticas não observadas em condições terrestres, o que afeta modelos de estrutura interna e evolução planetária.

Imagem: Imagem gerada por IA/Gemini

Observações anteriores, feitas a partir da Terra e pela sonda Voyager 2, já indicavam que abaixo das atmosferas ricas em hidrogênio e hélio existem camadas de “gelo quente” compostas por água, metano e amônia, e que o carbono pode cristalizar em diamantes que afundam em direção ao núcleo. As novas simulações acrescentam outra possibilidade ao portfólio de fases que podem ocorrer nesses ambientes extremos.

O estudo reforça a ideia de que a matéria em interiores planetários pode apresentar comportamentos ainda pouco conhecidos, e amplia o quadro usado para interpretar dados de planetas do Sistema Solar e de sistemas extrasolares.

Com informações de Olhardigital