Научници су овај егзотични лед (суперионски лед) први пут реконструисали у лабораторијским условима пре пет година, а његово постојање и кристалну структуру потврдили су пре четири године. Затим су прошле године стручњаци у САД открили нову фазу суперјонског леда. Њихово откриће је помогло да се разумеју необична вишеполна магнетна поља на Урану и Нептуну.
Вода није увек само – вода
Многи верују да је вода само једноставан молекул састављен од једног атома кисеоника и два атома водоника који долазе у фиксни положај током замрзавања. Иако се суперјонски лед значајно разликује од класичног леда, он би ипак могао да буде један од најзаступљенијих облика воде у свемиру, пише „Сајенс алерт“.
Наиме, научници претпостављају да испуњава не само унутрашњост Урана, Нептуна, већ и других сличних егзопланета. На овим планетама притисак је два милиона пута већи од Земљине атмосфере, а унутрашњост је врућа као површина Сунца – односно стварају се услови да вода постане „чудна“.
Научници су 2019. године потврдили оно што су физичари предвидели још 1988. године: структуру у којој су атоми кисеоника у суперјонском леду закључани у круту кубну решетку, док јонизовани атоми водоника пролазе кроз ту решетку попут електрона кроз метале.
Због тога је суперјонски лед толико проводљив и његова тачка топљења је толико висока да вода остаје чврста чак и на екстремно високим температурама. У најновијем истраживању физичар Аријана Глисон са Универзитета Стенфорд и њене колеге бомбардовале су танке комаде воде, стиснуте између два дијамантска слоја, снажним ласерима.
Узастопни ударни таласи подигли су притисак на 200 GPa и температуру на око 4.700 степени Целзијуса; што је више од температура постигнутих током експеримената 2019. године, али са нижим притиском. Дифракција рендгенских зрака показала је врућу, густу кристалну структуру леда, упркос томе што су услови притиска и температуре одржавани само делић секунде.
Нова фаза суперјонског леда
Добијени обрасци дифракције потврдили су да су ови кристали леда у ствари нова фаза која се разликује од суперјонског леда уоченог 2019. године. Новооткривени суперјонски лед (IceKSIKS) има кубичну структуру и повећану проводљивост у поређењу са оном из 2019. (ICEKSVIII).
У овом експерименту проводљивост је од великог значаја јер магнетна поља стварају покретне наелектрисане честице. Ово је основа теорије динамо, која описује како турбулентне проводне течности, као што је Земљин омотач, стварају магнетна поља.
Ако планета има два суперјонска слоја различите проводљивости у региону језгра, као што Глисонова и колеге сугеришу да је случај са Нептуном, онда би магнетно поље које ствара спољашњи слој течности реаговало другачије са сваким од два слоја.
Глисонова и колеге закључују да би побољшана проводљивост слоја суперјонског леда сличног леду KSIKSолакшала формирање нестабилних, мултиполарних магнетних поља попут оних на Урану и Нептуну.
Истраживање под називом „Dynamic compression of water to conditions in ice giant interiors“ објављено је у часопису „Scientific Reports“.