Planetų viduje vyksta keisti dalykai, kur pažįstamos medžiagos yra veikiamos didelio slėgio ir karščio.

Geležies atomai greičiausiai šoka kietoje vidinėje Žemės šerdyje, o karštas, sunkus juodas ledas, kuris yra ir kietas, ir skystas, gali susidaryti vandens turtingų dujų milžinų Urano ir Neptūno viduje.

Prieš penkerius metus mokslininkai laboratoriniais eksperimentais pirmą kartą atkūrė šį keistą ledą, vadinamą superjoniniu ledu; Prieš ketverius metus jie patvirtino jo egzistavimą ir kristalinę struktūrą.

Praėjusiais metais mokslininkai iš kelių JAV universitetų ir Kalifornijos Stanfordo linijinio greitintuvo centro laboratorijos (SLAC) atrado naują superjonizuoto ledo fazę.

Jų atradimas gilina mūsų supratimą, kodėl tokie dalykai egzistuoja Urane ir Neptūne Magnetiniai laukai už kilterio diapazono ribų Su keliais elektrodais.

Iš mūsų antžeminės aplinkos jums būtų atleista manyti, kad vanduo yra paprasta alkūnės formos molekulė, susidedanti iš vieno deguonies atomo, sujungto su dviem vandenilio atomais, kurie, vandeniui užšalus, užsifiksuoja į fiksuotą padėtį.

Super ledas Keistai kitoks, bet gali būti tarp Gausiausios formos vandens visatoje – spėjama, kad užpildo ne tik Urano ir Neptūno vidų, bet ir panašias išorines planetas.

Šiose planetose slėgis yra du milijonai kartų didesnis už Žemės atmosferos slėgį, o jų vidus yra toks pat karštas kaip Saulės paviršius, kur vanduo tampa svetimas.

2019 metais mokslininkai patvirtino tai, ką patvirtino fizikai Tikimasi 1988 m: struktūra, kurioje deguonies atomai superjonizuotame lede yra įstrigę kietoje kubinėje gardelėje, o jonizuoti vandenilio atomai išsiskiria ir teka per tą gardelę kaip elektronai per metalus.

Tai suteikia superjoniniam ledui laidžias savybes. Taip pat yra Jis pakelia jo lydymosi temperatūrą Kad užšalęs vanduo aukštoje temperatūroje išliktų kietas.

Šiame naujausiame tyrime fizikė Arianna Gleason iš Stanfordo universiteto ir jos kolegos kai kuriais juokingai galingais lazeriais bombardavo plonas vandens juosteles, įterptas tarp dviejų deimantų sluoksnių.

Iš eilės kilusios smūginės bangos padidino slėgį iki 200 gigapaskalių (2 mln. atmosferų) ir maždaug 5000 K (8500 laipsnių Farenheito) temperatūrą – karštesnę nei 2019 m. eksperimentų temperatūra, bet esant mažesniam slėgiui.

„Neseniai atradus vandens turtingas, į Neptūną panašias egzoplanetas, reikia detaliau suprasti planetos fazių diagramą. [water] „Esant slėgio ir temperatūros sąlygoms, susijusioms su jų planetų interjeru”, – sakė Gleasonas ir jo kolegos paaiškino jų laikraštyjenuo 2022 m. sausio mėn.

Rentgeno spindulių difrakcija atskleidė karštą, tankią kristalinę ledo struktūrą, nors slėgio ir temperatūros sąlygos buvo palaikomos tik sekundės dalį.

Gauti difrakcijos modeliai patvirtino, kad ledo kristalai iš tikrųjų buvo nauja fazė, kuri skiriasi nuo superjonizuoto ledo, stebėto 2019 m. Naujai atrastas superjonizuotas ledas, Ice Į kūną orientuota kubinė struktūra Ir padidėjęs laidumas, palyginti su jo pirmtaku nuo 2019 m. „Ice XVIII“.

Čia svarbus laidumas, nes judančios įkrautos dalelės sukuria magnetinius laukus. Tai yra pagrindas Dinamo teorijakuriame aprašoma, kaip laidūs skysčiai, tokie kaip Žemės mantija ar kito dangaus kūno viduje, sukelia magnetinius laukus.

Jei daugiau į Neptūną panašaus ledo milžino vidaus įsiurbtų minkšta kieta medžiaga, o mažiau – besisukantis skystis, jis Pakeiskite sukuriamo magnetinio lauko tipą.

Jei šioje planetoje yra du superionizuoti sluoksniai, kurių laidumas jos šerdyje skiriasi, kaip sakė Gleasonas ir jo kolegos Pasiūlyti Neptūnas gali turėti, o tada išorinio skysčio sluoksnio sukurtas magnetinis laukas su kiekvienu iš jų sąveikautų skirtingai, todėl viskas būtų dar keistesnė.

Gleesonas ir kolegos Darome išvadą Padidėjęs superjonizuoto ledo sluoksnio laidumas, panašus į Ledą XIX, paskatintų nestabilių, daugiapolių magnetinių laukų, tokių kaip Urano ir Neptūno skleidžiami, susidarymą.

Jei taip, tai būtų patenkinamas rezultatas praėjus daugiau nei 30 metų po to, kai NASA kosminis zondas „Voyager 2“, paleistas 1977 m., praskrido Žemę. Mūsų saulės sistemoje yra dvi Ledo milžinai Ir matavimas jie Labai neįprasti magnetiniai laukai.

Tyrimas buvo paskelbtas m Moksliniai pranešimai.