Откритието може да промени разбирането ни за Слънчевата система

Екип от френски изследователи създаде непозната досега форма на лед при смразяващите за здравия разум 2 357 градуса по Целзий. Откритието, публикувано в научното списание Physical Review Letters, демонстрира екзотично състояние на водата, подложена на смазващо налягане. Според учените тази нова форма на материята може да разкрие как се зараждат магнитните полета дълбоко в недрата на ледените гиганти Уран и Нептун.

Налягане като в центъра на Земята

Екипът, ръководен от физика Алексис Форестие от Френската комисия за алтернативни енергии и атомна енергия, е подложил миниатюрни водни проби на екстремни условия. Чрез притискане между върховете на два диаманта и нагряване с мощни лазери, специалистите са постигнали налягане от 230 гигапаскала – или 2,3 милиона пъти по-голямо от атмосферното налягане на морското равнище. За сравнение, това е съпоставимо с налягането в самото ядро на нашата планета.

При подобни температури водата логично би трябвало да се изпари мигновено или дори да се разпадне на съставните си атоми кислород и водород. Огромното налягане обаче блокира това разширяване и принуждава водата да остане изключително плътна, преминавайки в така наречения суперийонен лед.

Твърд и течен едновременно

Това състояние на материята е дълбоко необичайно, тъй като не е нито напълно твърдо, нито напълно течно. Кислородните атоми остават фиксирани в твърда кристална решетка, докато водородните ядра се движат свободно през нея, подобно на частици в течност.

Използвайки изключително тесен лъч от синхротронни рентгенови лъчи, екипът успява да надникне в структурата на този лед. Те откриват конфигурация, която досега е била само теоретично предсказвана – шестоъгълна плътно опакована структура.

"Нашите резултати показват, че при налягания над 200 гигапаскала тази нова подредба вероятно се превръща в най-стабилната форма на суперийонния лед", посочват авторите на изследването в своята публикация.

Разгадаването на ледените гиганти

Досега науката познаваше друга форма на суперийонен лед със стенно центрирана структура. Новият експеримент доказва, че с нарастването на налягането и температурата – достигайки 219 гигапаскала и 2 630 келвина – водата пренарежда слоевете си и преминава изцяло в новооткритата шестоъгълна фаза.

Въпреки че промяната е на атомно ниво, тя може да има огромно значение за разбирането на Слънчевата система. Ако този нов вид лед провежда електричество по различен начин, неговото присъствие в ядрата на Уран и Нептун може да промени изцяло моделите, обясняващи техните странни и асиметрични магнитни полета. За да се случи това обаче, тепърва ще са нужни нови теоретични изследвания, които да разгадаят електрическата проводимост на тази екзотична, по-гореща от лава материя.