Enligt forskare kan superionisk is innehålla tarmarna i Uranus och Neptune.
Amerikanska fysiker från Livermore National Laboratory har fått en ny form av materia som kallas superionisk is. Det finns på isiga jätteplaneter som Uranus eller Neptune. Detta rapporteras i en artikel publicerad i tidskriften Nature Physics.
Som ni vet är vatten en enkel molekyl som endast består av tre atomer: två väteatomer och en syreatom, bundna i V-form. När flera vattenmolekyler samlas kan deras kollektiva struktur ändras beroende på i vilket tillstånd de befinner sig. Under frysning kombinerar de till exempel ett styvt kristallgitter, som är mer rymligt och vätejoner rör sig fritt längs det.
Den så kallade superioniska isen förutsagdes först för 30 år sedan och tros finnas på istäckta planeter. Forskare som studerar de strukturella egenskaperna hos vatten har hittat nästan 20 olika former av iskristallgaller, med vattenmolekyler i konfigurationer som sträcker sig från störningar till hexagonala och kubiska.
Superioniska ismolekyler är så tätt arrangerade att deras syreatomer bildar ett styvt gitter. Därefter flödar väteatomer med en positiv laddning fritt genom den som en vätska. Och de fallande vätejonerna kan också ha en elektrisk ström.
För att skapa superionisk is lagde forskarna in en kubisk modifiering, kallad is VII, mellan två diamantstädar vid 2,5 gigapascal och rumstemperatur, enligt ett pressmeddelande från labbet. Den trycksatta isen gjorde sedan en längdresa med påförande bagage för att nå University of Rochester's laserenergilaboratorium i New York. Där exponerades provet kort för sex ultravioletta strålar för att skapa en chockvåg. När vågfronten propagerade i ett litet område med is uppstod extrema fysiska förhållanden som var lämpliga för en fasövergång till ett superioniskt tillstånd. Trycket i dem nådde 100-300 gigapascals. Experimentet erkändes så småningom som en framgång.
Egenskaperna för den öppna formen av is förklarar några av fenomenen på vissa planeter i solsystemet, till exempel Uranus och Neptun. Som isjättar tros dessa två planeter bära stora mängder superjonisk is i sina mantlar. I framtiden kommer detta förmodligen att hjälpa till att förklara varför de har så ovanliga magnetfält.
"När någon börjar testa sådana förutsägelser ger det hopp om att resultaten av studien kommer att få forskare att tänka på utvecklingen av nya material," avslutade forskarna.
Kampanjvideo:
GRIGORY PUSHKAREV
