Um dos fenômenos cósmicos mais estranhos já descritos é o da “chuva de diamantes“: planetas com condições tão extremas que moléculas de carbono são forçadas a assumir a sua configuração mais compacta e resiliente possível. Urano e Netuno são os dois mais próximos de provavelmente estarem nessa condição.
Essa ocorrência foi considerada apenas teórica até 2017, quando cientistas conseguiram reproduzi-la em laboratório. Agora um novo experimento conseguiu repetir o feito em condições ainda mais insanas, e de uma forma que pode ajudar no desenvolvimento futuro da fusão nuclear, que ainda não estamos nem perto de alcançar.
Os núcleos de Netuno e Urano são cheios de diamantes eternamente inalcançáveis, mais ou menos assim (Crédito: Reprodução/20th Century Studios/Disney)
Fusão nuclear movida a diamantes?
Embora chamados de “gigantes de gelo”, Netuno e Urano não são gelados. O manto extremamente espesso é um fluido supercrítico (FSC) composto por água, amônia, metano e outros elementos voláteis, mantido sob condições de temperatura e pressão tão imensas que não há mais distinção entre os estados líquido e gasoso.
Embora referidos como oceanos, esses mantos possuem características tanto de líquidos quanto de gases, além de serem palco para coisas estranhas. Quanto mais fundo, mais pressão e mais calor, a ponto de nem mesmo as moléculas de metano conseguirem manter suas ligações e serem despedaçadas.
O carbono liberado é então exposto a uma pressão de centenas de gigapascals e temperaturas extremas, sendo assim forçado a assumir a forma de seu alótropo mais resistente, o diamante. Por ser mais pesado, esse mineral em escala microscópica acaba mergulhando ou “chovendo” em direção aos núcleos desses astros, que cientistas acreditam serem formados de silicatos, ferro e níquel, acumulando-se como uma casca.
Sim, você imaginou certo, o Sol é orbitado por dois potenciais diamantes de dimensões planetárias; a título de comparação, a Terra é 57 vezes menor que Urano e 63 vezes menor que Netuno. E não temos absolutamente NADA capaz de resistir às forças exercidas em ambos os planetas, por tempo suficiente para chegar e voltar das camadas mais profundas.
O experimento de 2017, que usou o acelerador de partículas linear do SLAC em Menlo Park, Califórnia, conseguiu reproduzir condições similares em uma escala muito pequena, usando um laser que expôs uma película de poliestireno a uma pressão de 150 GJ e temperatura de 6.000 K, mais quente que a superfície do Sol; como resultado, os pesquisadores constataram a formação de nanodiamantes, após forçar o material original a se partir em átomos de hidrogênio e carbono.
O que os cientistas do Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL) fizeram foi ir um pouco além, ao recriar as condições das camadas profundas desses planetas, ainda mais extremas, e observar como esses nanodiamantes se comportam, especificamente se é possível gerar mais energia do que a injetada, o que é importante principalmente por conta do instituto envolvido:
O LLNL, ligado ao Departamento de Energia dos Estados Unidos, anunciou em 2022 ter conseguido, pela primeira vez, realizar um procedimento de fusão nuclear com ganhos, ou seja, a energia gerada foi maior que a gasta.
Condições climáticas em gigantes de gelo (que não são gelados) propiciam a chuva de diamantes, e entender o fenômeno pode prover aplicações práticas (Crédito: Tobias Wüstefeld/European XFEL)
Fusão nuclear é o Santo Graal da Física no que envolve a geração de energia limpa, mas há décadas permanece dentro da equação YEAR(NOW())+20, ou seja, estará pronta sempre daqui a 20 anos, sempre a energia gerada era muito menor que a gasta, até o dia em que o LLNL anunciou “2 MJ entraram, 3 MJ saíram” (megajaules, não Reis do Pop).
Os cientistas usam um método chamado fusão por confinamento inercial, que consiste no aquecimento e compressão de um combustível, geralmente usando lasers de alta intensidade para gerar altas condições de temperatura e pressão. Aqui, uma cápsula de diamante é exposta a um laser mais quente que o Sol e com pressão três vezes maior que a do núcleo da Terra, a fim de criar um fluido uniforme capaz de manter o momentum de fusão; além disso, coisas como estrutura atômica, temperatura, densidade e reflexividade óptica ainda puderam ser medidas.
O que foi observado foi uma correção que levou mais de 20 anos para ocorrer: a temperatura mínima necessária para fundir diamante é cerca de 20% menor do que anteriormente medida pelos pesquisadores, mas que bateu direitinho com modelos de físicos teóricos, significando que é possível reduzir o consumo de energia e sustentar o processo, de acordo com o artigo (cuidado, PDF), podendo chegar ao triplo de ganho energético.
Claro, ainda é cedo para comemorar: a janela de observação não durou mais do que um bilionésimo de segundo e os cientistas sofreram para pegar os dados, pois o sinal de difração de raios-X era muito fraco, mas s pesquisa não só servirá para entender melhor como Urano e Netuno são, como é um passo importante no desenvolvimento de energia por fusão nuclear, embora ainda deverá demorar muito para termos algo como o Mr. Fusion.
Referências bibliográficas
MILLOT, M., COPPARI, F., LAZICKI, A. et al. Diamond melting in shock compression experiments at 1 TPa pressures. Nature Physics (2026), 19 páginas, 13 de agosto de 2026.