Физики раскрыли особенности структуры льда в недрах Урана и Нептуна

Исследователи из Университета Невады в Лас-Вегасе выяснили, что при давлении, сопоставимом с условиями в недрах Урана и Нептуна, лед теряет симметрию кристаллической структуры. Результаты эксперимента опубликованы в журнале Communications Chemistry, сообщает Наука Mail.

Для исследования ученые поместили каплю воды между двумя алмазными наковальнями и постепенно увеличивали давление. В итоге оно превысило 222 гигапаскаля — примерно в 2,2 млн раз больше атмосферного давления на Земле.

При таком сжатии вода переходит в особую форму льда — лед X, атомы которого образуют плотную кристаллическую структуру с высокой симметрией. Ученые ожидали, что дальнейшее повышение давления усилит упорядоченность расположения атомов. Однако рентгеновский анализ показал обратный результат: кристаллическая решетка начала деформироваться и терять симметрию.

Подобное изменение ранее предсказывали компьютерные модели, но непосредственно наблюдать его исследователям удалось впервые.

Открытие может помочь в изучении внутреннего строения Урана и Нептуна. Расположение атомов воды влияет на плотность вещества, теплопередачу и электрические свойства, которые, в свою очередь, могут быть связаны с формированием магнитных полей планет.

При этом ученые отмечают, что в лаборатории воспроизвели только давление, но не высокую температуру планетных недр. Поэтому пока нельзя утверждать, что обнаруженная структура льда существует внутри Урана и Нептуна. Исследователям также предстоит выяснить, является ли она новой разновидностью льда или представляет собой перестройку уже известной фазы.

Нептун остается одной из наименее изученных планет Солнечной системы. Так, в августе астрономы обнаружили с помощью телескопа «Джеймс Уэбб» следы древней катастрофы в системе его спутников и колец. Исследователи предположили, что она произошла после захвата Нептуном Тритона — крупнейшего спутника планеты. По одной из версий, гравитационное воздействие Тритона привело к столкновениям прежних спутников, а нынешние образовались из их обломков