Llueven diamantes dentro de Neptuno

En algún lugar, a unos 8 000 kilómetros bajo la plácida cara azul de Neptuno, el clima se vuelve extraño. No con la extrañeza de una tormenta, sino con una extrañeza química. Bajo una presión tan aplastante, la atmósfera del planeta deja de comportarse como aire y empieza a actuar como una fragua. Los átomos de carbono se comprimen hasta encajar en la disposición más dura y codiciada que la naturaleza sabe fabricar. Y entonces, según la teoría, esos diminutos cristales hacen lo que hacen las cosas pesadas: caen. Llueven diamantes en el interior de Neptuno y Urano. Durante décadas eso fue una hermosa conjetura. Hace unos años, un equipo logró que esa lluvia cayera sobre una mesa de laboratorio en California.

Cómo se construye una tormenta de diamantes

Empecemos por los ingredientes correctos. Neptuno y Urano no son gigantes gaseosos como Júpiter, sino gigantes de hielo, espesos de agua, amoníaco y metano. El metano es la clave. Cada molécula de metano es un átomo de carbono tomado de la mano de cuatro átomos de hidrógeno, y el interior profundo de estos planetas está repleto de cadenas de hidrocarburos hechas justamente de eso.

Ahora sube el dial. Desciende unos miles de kilómetros y la presión trepa hasta cerca de 1,5 millones de veces la atmósfera de la superficie terrestre, con temperaturas en torno a los 5 000 °C — más caliente que la superficie de muchas estrellas, y más comprimido que el fondo de cualquier océano. En esas condiciones, los hidrocarburos no pueden mantener su forma. Los enlaces se desgarran: el hidrógeno se escapa por un lado, y los átomos de carbono liberados se prensan unos contra otros con tal violencia que quedan trabados en la red rígida del diamante. La misma física que vuelve raros y preciosos a los diamantes en la Tierra se convierte, allá abajo, en el clima local.

Una tormenta de diamantes en una mesa, durante una milmillonésima de segundo

Lo difícil es que ninguna sonda ha entrado jamás en Neptuno para presenciar esto, y ninguna lo hará nunca. Las presiones aplastarían al instante cualquier nave. Así que en 2017 un equipo dirigido por el físico Dominik Kraus hizo lo mejor posible en el SLAC National Accelerator Laboratory, en California: reprodujo el interior de un gigante de hielo durante una fracción de un latido.

Su sustituto del metano planetario era maravillosamente humilde: poliestireno, plástico corriente, el material de los vasos de espuma y los embalajes. Lleva el mismo carbono y el mismo hidrógeno que el real. Lo golpearon con un potente láser óptico para propagar dos ondas de choque superpuestas a través de la muestra, comprimiéndola hasta unos 150 gigapascales — esa presión planetaria de 1,5 millones de atmósferas — y miles de grados, justo donde los frentes de choque se cruzaban y la presión alcanzaba su máximo.

Para ver el resultado, usaron el láser de electrones libres de rayos X del laboratorio, disparando pulsos de rayos X de apenas 50 femtosegundos — cincuenta milmillonésimas de millonésima de segundo. Un destello tan breve puede congelar a los átomos en pleno movimiento, como una cámara con un obturador imposiblemente rápido. Y en esas imágenes congeladas, el carbono se había reorganizado: donde los choques se superponían, el plástico se había convertido en diamante. «Cuando vi los resultados —dijo Kraus—, fue uno de los mejores momentos de mi carrera científica.»

Casi todo se convirtió en diamante

Lo más asombroso no fue que funcionara, sino hasta qué punto. Casi todos los átomos de carbono del plástico habían sido arrastrados a formar diamantes. No un grano suelto aquí y allá: el carbono se convirtió en su totalidad.

Los diamantes en sí eran nanodiamantes, de apenas unas milmillonésimas de metro de ancho — demasiado pequeños para engarzar en un anillo, pero inconfundiblemente diamante por su firma atómica. Dentro de Neptuno y Urano, con miles de años para crecer en lugar de un destello de una femtosegundo, se prevé que los cristales lleguen a ser mucho, mucho más grandes — quizá millones de quilates cada uno. Y como el diamante es más denso que el lodo que lo rodea, esas gemas no se quedan quietas. Se hunden. A escala geológica se cree que descienden a la deriva a través del manto helado y se acumulan en una capa reluciente cerca del núcleo — una lenta y perpetua nevada de joyas, que cae desde que existen esos planetas.

Por qué esta historia se me queda dentro

Hay aquí una pulcra ironía cósmica. En la Tierra extraemos diamantes de unos pocos y raros bolsillos de corteza profunda, peleamos por ellos, los encerramos en cajas fuertes. Allá lejos, en el frío borde de nuestro propio sistema solar, dos mundos azules de aspecto anodino los fabrican tranquilamente a planeta lleno y entierran la cosecha donde nadie podrá alcanzarla jamás.

También da la vuelta a una pequeña creencia. Solemos pensar en los diamantes como el producto de un planeta extrañamente afortunado. Pero la receta — carbono, presión aplastante, calor — está por todas partes. Las mismas condiciones existen casi con certeza dentro de los gigantes de hielo que orbitan otras estrellas, lo que significa que la lluvia de diamantes podría ser uno de los climas más ordinarios del universo. Rara aquí, rutinaria allá afuera.

Así que la próxima vez que alguien te diga que los diamantes son para siempre, podrás responder algo mejor: en algún lugar, ahora mismo, en un planeta demasiado hostil para visitarlo jamás, llueven en silencio, sin fin.

Fotos: imágenes de la Voyager 2 de NASA/JPL (dominio público); diamante vía Unsplash (libre de uso). Ciencia según el SLAC National Accelerator Laboratory, el Lawrence Livermore National Laboratory y el estudio de 2017 publicado en Nature Astronomy, dirigido por Dominik Kraus.