Οι ερευνητές ανακάλυψαν πρόσφατα μια νέα φάση πάγου υψηλής πυκνότητας, γνωστής ως Ice XIX, η οποία θα μπορούσε να υπάρχει στο εσωτερικό των γιγάντων αερίων όπως ο Ουρανός και ο Ποσειδώνας.
Αυτοί οι πλανήτες έχουν ακραίες πιέσεις και θερμοκρασίες, με το εσωτερικό τους τόσο ζεστό όσο η επιφάνεια του ήλιου. Κάτω από αυτές τις συνθήκες, το νερό εμφανίζει εξωτικές φάσεις πάγου.
Χρησιμοποιώντας λέιζερ υψηλής ισχύος για την αναπαραγωγή των ακραίων συνθηκών, οι επιστήμονες μπόρεσαν να παρατηρήσουν για πρώτη φορά τον πάγο XIX. Μέσω της χρήσης του οργάνου Matter at Extreme Conditions στο Linac Coherent Light Source, τα άτομα οξυγόνου βρέθηκαν να συσσωρεύονται σε μια κυβική δομή με κέντρο το σώμα, ενώ τα άτομα υδρογόνου κινούνταν ελεύθερα σαν ρευστό. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα μια δραματική αύξηση της αγωγιμότητας.
Η ανακάλυψη του Ice XIX παρέχει μια πιθανή εξήγηση για τα ασυνήθιστα μαγνητικά πεδία που παρατηρούνται γύρω από τον Ουρανό και τον Ποσειδώνα από το διαστημόπλοιο Voyager II της NASA. Η αυξημένη ηλεκτρική αγωγιμότητα αυτής της νέας φάσης υποδηλώνει ότι θα μπορούσε να σχηματιστεί σε συγκεκριμένα βάθη μέσα στους γίγαντες αερίου, βοηθώντας στην εξήγηση των μαγνητικών δεδομένων που συλλέγονται από το Voyager II.
Το νερό, μια ένωση απαραίτητη για τη ζωή και άφθονο στο ηλιακό μας σύστημα, παρουσιάζει ένα σύνθετο διάγραμμα φάσης πίεσης-θερμοκρασίας. Η αλληλεπίδραση μεταξύ πίεσης και θερμοκρασίας οδηγεί σε διάφορες κρυσταλλικές φάσεις πάγου, με 18 να έχουν ήδη αναγνωριστεί. Στην περίπτωση γιγάντων αερίου όπως ο Ουρανός και ο Ποσειδώνας, οι πυκνές φάσεις πάγου είναι ιδιαίτερα σημαντικές.
Η μέτρηση της δομής του πάγου σε ακραίες συνθήκες είναι δύσκολη, αλλά χρησιμοποιώντας προηγμένη τεχνολογία λέιζερ ακτίνων Χ, οι ερευνητές μπόρεσαν να διερευνήσουν τη δομή του πάγου κατά τη δυναμική συμπίεση με λέιζερ. Αυτό οδήγησε στην άμεση απόδειξη του Ice XIX, μιας υψηλής πυκνότητας, εξαιρετικά καυτής φάσης πάγου με μια δομή κυβικού πλέγματος με κέντρο το σώμα, ικανή να αυξήσει την ηλεκτρική αγωγιμότητα σε μεγαλύτερα βάθη μέσα στους γίγαντες αερίου.
Η αναγνώριση του πάγου XIX και οι μοναδικές του ιδιότητες παρέχουν μια εικόνα για την προέλευση των πολυπολικών μαγνητικών πεδίων που παρατηρήθηκαν από το Voyager II. Αυτή η πρωτοποριακή ανακάλυψη διευρύνει περαιτέρω την κατανόησή μας για τη σύνθετη συμπεριφορά του νερού κάτω από ακραίες συνθήκες και τον ρόλο του στο σχηματισμό και τα χαρακτηριστικά των γιγάντων αερίων στο ηλιακό μας σύστημα.
Η έρευνα έχει δημοσιευτεί στο Scientific Reports.
