Американские ученые смогли в лаборатории создать и проанализировать две формы суперионного льда. Вероятно, одна из этих форм может быть причиной появления магнитного поля у Урана и Нептуна. Исследование опубликовано в журнале Nature Physics.
Всем известно, что вода состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Также мы все знаем, что у воды есть три фазы — газообразная (пар), жидкая (вода) и твердая (лед). Атомы кислорода и водорода в твердой форме удерживаются вместе в кристаллической решетке водородными связями, которые, однако, в разных условиях могут принимать самые разные формы. Сегодня известно как минимум 18 вариантов структуры льда.
Особенно интересен суперионный лед. Он образуется при очень высоких давлениях и температурах и обладает рядом необычных свойств. Например, он не уступает металлам в проводимости. Однако лабораторные наблюдения за суперионным льдом приводили к противоречивым результатам.
«Итак, наша исследовательская группа, возглавляемая Виталием Пракапенко из Чикагского университета, намеревалась использовать несколько спектроскопических инструментов для картирования изменений в структуре и свойствах льда в условиях, в 1,5 миллиона раз превышающих нормальное атмосферное давление и около 6093 °C (11 200 °F)», — рассказал Александр Гончаров из Научного института Карнеги.
Так ученые смогли определить, как возникают две формы суперионного льда. Вероятно, именно эти формы можно найти в недрах Урана и Нептуна. Чтобы проанализировать их структуру, физики использовали высокоэнергетический синхротронный рентгеновский луч усовершенствованного источника фотонов.
«Моделирование показало, что магнитные поля этих двух планет [Урана и Нептуна] генерируются в тонких жидких слоях, обнаруженных на относительно небольших глубинах. Проводимость суперионного льда могла бы обеспечить этот тип генерации поля, и одна из обнаруженных нами двух структур может существовать в условиях, зафиксированных в этих зонах генерации магнитного поля», — добавил Александр Гончаров. Ученые отмечают, что необходимы дальнейшие исследования, которые помогут раскрыть роль суперионного льда в формировании магнитных полей ледяных гигантов.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
