Em condições de laboratório de níveis de pressão simulando as mesmas encontradas Netuno e Urano, cientistas encontraram cristais de diamante sólido formados como icebergs em meio ao carbono líquido criado.
A primeira pesquisa detalhada do ponto de fusão do diamante revelou que o elemento se comporta como a água durante a fusão e o congelamento - com sua forma sólida flutuando no líquido.
Um enorme oceano de diamante em um ou ambos os planetas poderia explicar uma singularidade compatilhada pelos dois astros.
Os dois planetas gigantes, diferentemente da Terra, não têm polos magnéticos que combinam com seus polos geográficos.
Cerca de 10 por cento de ambos os planetas é carbono (C), e um oceano de diamante líquido poderia defletir o ângulo do campo magnético, desviando-o do alinhamento à rotação do planeta, supõem os cientistas.
Nas condições de laboratório simulando os níveis de pressão dos planetas gasosos, os cientistas descobriram que pequenos cristais de diamante sólido se formavam, como icebergs flutuando no carbono líquido.
O dr Jon Eggert, do grupo Laser Shock Equation of State (EOS) da Diretoria do Departamento de Ciências Físicas e Vitais do Laboratório Nacional Lawrence Livermore, na Califórnia, disse: "A ideia da existência de quantidades significativas de carbono puro em planetas gigantes como Urano e Netuno obteve apoio experimental e teórico".
"Aceita-se agora que o comportamento do carbono a alta temperatura e pressão é essencial à previsão da evolução e estrutura de tais planetas. Um oceano de diamante poderia ajudar a explicar a orientação do campo magnético de Urano e Netuno."
Os pesquisadores pegaram um um diamante com meio milímetro de diâmetro e um décimo de quilate de peso (1 quilate = 200 mg) e o atingiram com lasers sob alta pressão, similar à de Urano e Netuno.
O diamante se liquefez à pressão 40 milhões de vezes superior à do nível do mar na Terra, e dali em diante, os cientistas foram reduzindo vagarosamente a temperatura e a pressão.
Quando a pressão caiu a apenas 11 milhões de vezes acima da pressão ao nível do mar na Terra, e a temperatura desceu a 50.000 graus Celsius, blocos sólidos de diamante começaram a aparecer em meio ao líquido.
À medida que a pressão continuava decrescendo, mais e mais blocos formavam-se no diamante líquido diamond, e não afundavam.
Na maioria dos materiais, o estado sólido é mais denso que o líquido- à exceção da água entre poucas outras.
O dr Eggert prosseguiu: "O diamante é um material relativamente comum na Terra, mas seu ponto de fusão nunca foi medido.
"Não se pode apenas elevar a temperatura para fundi-lo, é preciso também submetê-lo a altíssimas pressões, o que torna a medição da temperatura muito difícil de realizar."
O novo artigo foi publicado no jornal Nature Physics.
In laboratory conditions which simulated pressure levels on Neptune and Uranus, the scientists found crystals of solid diamond formed like icebergs in the liquid carbon they created
The first ever detailed research into the melting point of diamond found it behaves like water during melting and freezing - with its solid form floating on the liquid.
A large diamond ocean on one or both of the planets could provide an explanation for an oddity they both share.
The two giant gas planets, unlike Earth, do not have magnetic poles which match up with their geographical poles.
As much as 10 per cent of both planets is carbon, and a liquid diamond ocean could deflect the angle of the magnetic field out of alignment with the planet's rotation, the researchers believe.
In laboratory conditions which simulated pressure levels on the gas planets, the scientists found that little crystals of solid diamond formed like icebergs in the liquid carbon they created.
Dr Jon Eggert, of the Laser Shock Equation of State (EOS) group in the Department of Physical and Life Sciences Directorate at Lawrence Livermore National Laboratory in California, said: "The idea of significant quantities of pure carbon existing in giant planets such as Uranus and Neptune has gained both experimental and theoretical support.
"It is now accepted that the high-pressure, high-temperature behaviour of carbon is essential to predicting the evolution and structure of such planets.
"An ocean of diamond could help explain the orientation of Uranus' and Neptune's magnetic field."
The researchers took a half-millimetre wide diamond a tenth of a carat (1kt= 200 mg) in weight and blasted it with lasers at high pressure, similar to that which found on Uranus and Neptune.
The diamond was liquified at pressures 40 million-times greater than at sea-level on Earth, and from there the scientists slowly reduced the temperature and pressure.
When the pressure fell to only 11 million-times Earth sea level and temperatures dipped to 50,000 degress Celsius, solid chunks of diamond began to appear in the liquid.
As the pressure continued to drop more and more chunks formed in the liquid diamond, and did not sink.
With most materials the solid state is more dense than the liquid state - with water one of the few exceptions.
Dr Eggert went on: "Diamond is relatively common material on Earth, but its melting point has never been measured.
"You can't just raise the temperature and have it melt, you also have to go to very high pressures, which makes it very difficult to measure the temperatures."
The new article is published in the journal Nature Physics.
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