Particolare ghiaccio potrebbe nascondersi su Urano e Nettuno. I ricercatori hanno scoperto una strana forma di ghiaccio che si scioglie solo a temperature estremamente calde. Succedono cose molto strane all’interno dei pianeti, luogo in cui i materiali sono soggetti a pressioni e calore estremi.
Il ghiaccio si forma probabilmente all’interno dei giganti gassosi ricchi di acqua, in Urano e Nettuno. I ricercatori. cinque anni fa, hanno ricreato per la prima volta questo ghiaccio esotico, chiamato ghiaccio superionico, in esperimenti di laboratorio. Quattro anni fa ne hanno confermato l’esistenza e la struttura cristallina.
I ricercatori di diverse università degli Stati Uniti e del laboratorio Stanford Linear Accelerator Center in California (SLAC), l’anno scorso hanno scoperto una nuova fase di ghiaccio superionico. La loro scoperta ha fornito approfondimenti per quanto riguarda la comprensione del motivo per cui Urano e Nettuno hanno campi magnetici così sbilanciati con poli multipli.
Il particolare ghiaccio
Il ghiaccio superionico è molto particolare, nonostante potrebbe essere tra le forma di acqua più abbondane nell’Universo. Si presume riempia non solo l’interno di Urano e Nettuno, ma forse anche di esopianeti simili. Questi pianeti hanno pressioni estreme pari a 2 milioni di volte l’atmosfera terrestre. Inoltre, hanno interni caldi quanto la superficie del Sole, ed è qui che l’acqua diventa particolare.
I ricercatori hanno confermato nel 2019 ciò che i fisici avevano previsto nel 1988. Ossia che una struttura in cui gli atomi di ossigeno nel ghiaccio superionico sono bloccati in un reticolo cubico solido. Questo mentre gli atomi di idrogeno ionizzato vengono lasciati liberi. Gli atomi scorrono attraverso il reticolo come gli elettroni attraverso i metalli. Ciò conferisce al ghiaccio superionico le sue proprietà conduttive. Inoltre, queste condizioni aumentano il punto di fusione in modo tale che l’acqua ghiacciata rimanga solida a temperature bollenti.
Il particolare ghiaccio: la ricerca
La fisica Arianna Gleason della Stanford University e colleghi, nell’ultima ricerca, hanno bombardato sottili frammenti d’acqua, inseriti tra due strati di diamante, con alcuni laser. Le successive onde d’urto hanno aumentato la pressione fino a 200 Gpa, 2 milioni di atmosfere, e le temperature fino a circa 5.000 K, quindi 8.500 ° F. Quest’ultime erano più calde delle temperature degli esperimenti effettuati nel 2019, ma a pressioni inferiori.
Arianna Gleason ha dichiarato che: “Le recenti scoperte di esopianeti simili a Nettuno ricchi di acqua richiedono una comprensione più dettagliata del diagramma di fase dell’acqua in condizioni di pressione-temperatura rilevanti per i loro interni planetari”. La diffrazione dei raggi X ha rivelato la struttura cristallina del ghiaccio caldo e denso, nonostante le condizioni di pressione e temperatura fossero mantenute solo per una frazione di secondo.
I modelli di diffrazione risultanti hanno confermato che i cristalli di ghiaccio erano in realtà una nuova fase distinta dal ghiaccio superionico osservato nel 2019. Il ghiaccio superionico appena scoperto, l’Ice XIX, ha una maggiore conduttività rispetto al suo predecessore del 2019. La conduttività creata è molto importante perché le particelle cariche in movimento generano campi magnetici.
Conclusioni
Se l’interno di un gigante di ghiaccio simile a Nettuno fosse assorbito da un solido pastoso e meno da un liquido vorticoso, allora il pianeta cambierebbe il tipo di campo magnetico prodotto. E se verso il suo nucleo il pianeta avesse due strati superionici di diversa conduttività, un ipotesi suggerita per Nettuno, allora il campo magnetico generato dallo strato liquido esterno interagirebbe con ciascuno di essi in modo diverso, rendendo le cose ancora più particolari.
Arianna Gleason insieme ai colleghi hanno concluso che la maggiore conduttività di uno strato di ghiaccio superionico,. simile a Ice XIX, promuoverebbe la generazione di campi magnetici multipolari instabili. Esattamente come quelli emanati da Urano e Nettuno. Se così fosse, sarebbe un risultato soddisfacente più di 30 anni dopo che la sonda spaziale Voyager II della NASA. Lo strumento lanciato nel 1977, ha sorvolato i due giganti di ghiaccio del nostro Sistema Solare e ha misurato i loro campi magnetici altamente insoliti. Lo studio con i risultati è stato pubblicato su Scientific Report.
FONTE:
https://www.sciencealert.com/strange-form-of-ice-found-that-only-melts-at-extremely-hot-temperatures
