Οι επιστήμονες θεωρούν πως μία μορφή καυτού, μαύρου πάγου ο οποίος είναι ταυτόχρονα στερεός και υγρός, υπάρχει στους πυρήνες των αερίων γιγάντων όπως ο Ουρανός και ο Ποσειδώνας. Πριν πέντε χρόνια προσπάθησαν να δημιουργήσουν αυτές τις συνθήκες στο εργαστήριο και κατάφεραν να επιβεβαιώσουν την ύπαρξή του, ονομάζοντάς τον υπεριονικό πάγο.
Τώρα, επιστήμονες από τις ΗΠΑ, ανακάλυψαν μία νέα φάση του υπεριονικού πάγου, η οποία μάς προσφέρει νέα κατανόηση για τους λόγους που ο Ουρανός και ο Ποσειδώνας έχουν τόσο περίεργα μαγνητικά πεδία με πολλαπλούς πόλους.
Ας πάρουμε όμως τα πράγματα από την αρχή. Ο υπεριονικός πάγος είναι πολύ διαφορετικός από αυτόν που ξέρουμε, αλλά αποτελεί τη μεγαλύτερη μορφή νερού στο σύμπαν. Ουρανός και Ποσειδώνας έχουν εξωφρενικές πιέσεις, περίπου 2 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από την ατμόσφαιρα της Γης, ενώ το εσωτερικό τους φτάνει σε θερμοκρασίες την επιφάνεια του Ήλιου.
Τα άτομα του οξυγόνου στον υπεριονικό πάγο είναι κλειδωμένα σε ένα στερεό κυβικό πλέγμα, ενώ τα ιονισμένα άτομα υδρογόνου κινούνται ελεύθερα σε αυτό το πλέγμα. Αυτό δίνει στον πάγο αγώγιμες ιδιότητες, ενώ ταυτόχρονα αυξάνει το σημείο τήξης, κάνοντας τον πάγο να παραμένει στερεός σε εξωφρενικά υψηλές θερμοκρασίες.
Οι επιστήμονες λοιπόν “βομβάρδισαν” με πανίσχυρα λέιζερ λεπτές λωρίδες νερού, οι οποίες είχαν τοποθετηθεί ανάμεσα σε δύο στρώματα διαμαντιού. Έτσι, η πίεση έφτασε τα 200GPa (2 εκατομμύρια ατμόσφαιρες) και οι θερμοκρασίες πλησίασαν τους 5.000 βαθμούς Κελσίου.
Παρόλο που αυτές οι συνθήκες διατηρήθηκαν για κλάσματα του δευτερολέπτου, ακτίνες Χ αποκάλυψαν την κρυσταλλική δομή του πάγου. Όντως, ο πάγος βρέθηκε σε μία νέα φάση από τον υπεριονικό πάγο που είχε παρατηρηθεί το 2019. Ονομάστηκε Ice XIX και έχει μία κεντρική κυβική δομή και αυξημένη αγωγιμότητα. Η αγωγιμότητα είναι σημαντική, επειδή τα φορτισμένα σωματίδια όταν κινούνται παράγουν μαγνητικά πεδία. Έτσι, ένας αέριος γίγαντας που έχει αυτού του είδους το μαλακό στερεό υλικό στο εσωτερικό του, θα παράγει διαφορετικό μαγνητικό πεδίο από ένα κινούμενο υγρό υλικό. Και αν ο Ποσειδώνας για παράδειγμα έχει δύο στρώματα υπεριονικού πάγου με διαφορετική αγωγιμότητα, το μαγνητικό πεδίο που παράγει θα εξηγούσε τις μετρήσεις που έχουν παρατηρήσει οι επιστήμονες.
- Οι επιστήμονες συμπεραίνουν πως η αυξημένη αγωγιμότητα ενός στρώματος υπεριονικού πάγου όπως ο Ice XIX θα οδηγούσε στην παραγωγή πολύ-πολικών μαγνητικών πεδίων όπως αυτά που παρατηρούμε στον Ουρανό και τον Ποσειδώνα.
Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο Scientific Reports.
