Descoperire majoră: O formă necunoscută de gheață ar putea explica interiorul lui Neptun și Uranus
Oamenii de știință au reușit să recreeze în laborator condițiile extreme din interiorul planetelor gigantice de gheață, descoperind o nouă fază a apei care ar putea schimba modul în care înțelegem câmpurile magnetice ale lui Neptun și Uranus. Cercetarea, condusă de Alexis Forestier de la Comisia Franceză pentru Energie Atomică și Alternative (CEA), a fost publicată în revista Physical Review Letters.
În interiorul planetelor precum Neptun și Uranus, apa nu se comportă ca gheața obișnuită pe care o cunoaștem pe Pământ. Din cauza presiunilor și temperaturilor uriașe, aceasta intră într-o stare exotică numită „gheață superionică”. În această fază, atomii de oxigen formează o rețea solidă, în timp ce nucleele de hidrogen se mișcă liber, ca un lichid, permițând materialului să conducă electricitatea.
Deși existența acestei forme de gheață conductoare era cunoscută, structura sa cristalină exactă rămânea un mister. Pentru a afla răspunsul, echipa de cercetători a supus mostre minuscule de gheață unor presiuni de până la 230 de gigapascali – de peste două milioane de ori mai mari decât presiunea atmosferică a Pământului – și temperaturi de peste 1.800 Kelvin, folosind o celulă cu nicovale de diamant și lasere puternice.
Analiza cu raze X, efectuată la Facilitatea Europeană de Radiație Sincrotron, a dezvăluit că atomii de oxigen s-au aranjat într-un model hexagonal compact (hcp). Peste 200 de gigapascali și 1.800 Kelvin, această structură devine faza dominantă a gheții superionice, înlocuind faza cubică cu fețe centrate (fcc) cunoscută anterior.
„Raportăm observarea fără echivoc a unei noi faze a gheții H2O, care adoptă o subrețea de oxigen cu structură hexagonală compactă”, au declarat autorii studiului.
Descoperirea este semnificativă deoarece această tranziție de fază ar putea influența modelele științifice ale interiorului planetelor Uranus și Neptun. Deoarece forma hexagonală ar putea avea proprietăți electrice și mecanice diferite față de cea cubică, modul în care cercetătorii explică câmpurile magnetice neobișnuite ale acestor planete ar putea fi revizuit.
„Prezența unei tranziții martensitice fcc-hcp în regimul superionic al gheții dense calde ar putea avea implicații pentru modelele planetare ale lui Uranus și Neptun”, au concluzionat cercetătorii.
