I følge forskere kan superionisk is være inne i tarmen til Uranus og Neptune.
Amerikanske fysikere fra Livermore National Laboratory har fått en ny form for materie kalt superionisk is. Den kan finnes på isete kjempeplaneter som Uranus eller Neptune. Dette rapporteres i en artikkel publisert i tidsskriftet Nature Physics.
Som kjent er vann et enkelt molekyl som består av bare tre atomer: to hydrogenatomer og et oksygenatom, bundet sammen i en V-form. Når flere vannmolekyler kommer sammen, kan deres kollektive struktur endre seg avhengig av hvilken tilstand de er i. Under frysing kombinerer de for eksempel til en stiv krystallgitter, som er mer romslig og hydrogenioner beveger seg fritt langs den.
Den såkalte superioniske isen ble først spådd for 30 år siden og antas å eksistere på isbelagte planeter. Forskere som studerer de strukturelle egenskapene til vann, har oppdaget nesten 20 forskjellige former for iskrystallgitter, med vannmolekyler i konfigurasjoner som spenner fra forstyrret til sekskantet og kubisk.
Superioniske ismolekyler er så tett anordnet at oksygenatomene danner et stivt gitter. Etter dette flyter hydrogenatomer som har en positiv ladning fritt gjennom den som en væske. Og de synkende hydrogenionene kan også føre en elektrisk strøm.
For å lage superionisk is lagde forskerne en kubisk modifisering kalt is VII mellom to diamantambolter ved 2,5 gigapascals og romtemperatur, ifølge en pressemelding fra laboratoriet. Den islagte isen foretok deretter en langrennstur i bærebagasjen for å nå University of Rochester laserenergilaboratorium i New York. Der ble prøven kort utsatt for seks ultrafiolette stråler for å skape en sjokkbølge. Da bølgefronten forplantet seg i et lite område med is, oppsto ekstreme fysiske forhold som var egnet for en faseovergang til en superionisk tilstand. Presset i dem nådde 100-300 gigapascals. Eksperimentet ble til slutt anerkjent som en suksess.
Egenskapene til den åpne isformen forklarer noen av fenomenene på noen planeter i solsystemet, for eksempel Uranus og Neptun. Som isgiganter antas disse to planetene å føre store mengder superionisk is i mantlene. I fremtiden vil dette sannsynligvis være med på å forklare hvorfor de har så uvanlige magnetfelt.
"Når noen begynner å teste slike prediksjoner, gir det håp om at resultatene av studien vil få forskere til å tenke på utviklingen av nye materialer," konkluderte forskerne.
Salgsfremmende video:
GRIGORY PUSHKAREV
