Kad pomislimo na led, obično zamišljamo led koji se prirodno pojavljuje (led I). No, postoji na desetke različitih vrsta leda nastalih od raznih sastojaka pri različitim temperaturama i tlakovima, sve do leda XXII, otkrivenog upravo ove godine.
Nova studija,objavljena u časopisu Physical Review Letters, donosi otkriće još jednog novog oblika leda, koji bi mogao pomoći u objašnjenju neobičnog astrofizičkog fenomena u vanjskom dijelu Sunčeva sustava.Taj specifični led, zasad nazivan heksagonski najgušće pakirani (hcp) led , vrsta je superionskog vodenog leda u kojem su atomi kisika fiksirani u kristalnoj rešetki, dok se atomi vodika slobodno kreću i – što je ključno – nose električni naboj.
Postojanje superionskog leda predviđalo se desetljećima prije nego što su ga znanstvenici eksperimentalno potvrdili 2019. godine, kada je tim u časopisu Nature izvijestio o stvaranju superionske faze s plošno centriranom kubičnom (fcc) rešetkom kisika, danas poznate kao led XVIII. Taj fcc raspored razlikovao je led XVIII od prostorno centriranih kubičnih (bcc) rešetki ledova VII, VIII i X.
Novi led predstavlja korak dalje. Kao i mnogi oblici leda prije njega, otkriven je primjenom ekstremnih tlakova i temperatura.
Tim istraživača koristio je ćelije s dijamantnim nakovnjima kako bi zarobio mikroskopske uzorke vode između dvaju dijamantnih vrhova. Svaki su uzorak okružili slojem dijamanta dopiranim borom koji apsorbira lasersko zračenje, a zatim ga ispitivali rendgenskim zrakama u Europskom postrojenju za sinkrotronsko zračenje (ESRF) u Grenobleu u Francuskoj.
Dok su istraživači povećavali temperaturu i tlak, pojavilo se očekivano fcc superionsko stanje. No, kako se tlak približavao vrijednosti dva milijuna puta većoj od tlaka Zemljine atmosfere na razini mora, situacija se počela mijenjati.
Znanstvenici su proveli dva pokusa: u prvom je tlak dosegnuo 80 gigapaskala (GPa), dok je u drugom dosegnuo čak 230 GPa. Tijekom prvog pokusa mogle su se uočiti koncentracije leda u strukturama bcc, fcc i hcp pri temperaturi od 1086 Kelvina (K), odnosno 812,7 Celzijusovih stupnjeva. Drugi pokus pokazuje kako hcp led preuzima prevlast s porastom tlaka i temperature.
Daljnje tlačenje na 197 GPa i zagrijavanje na 2250 K doveli su do pojačanja hcp refleksija u odnosu na fcc refleksije. Tijekom posljednjeg ciklusa zagrijavanja do 2630 K i 219 GPa, fcc vrhunci gotovo su nestali, a faza hcp leda jasno dominira.
Najudaljeniji planeti našeg Sunčevog sustava, Uran i Neptun, poznati su kao ledeni divovi jer u njihovoj unutrašnjosti prevladavaju voda, amonijak i metan – spojevi koje astronomi zajednički nazivaju ledovima čak i kada postoje u obliku iznimno vrućih fluida, a ne kao zamrznute tvari.
Kada je letjelica Voyager 2 izmjerila njihova magnetska polja, pokazalo se kako ona nisu simetrična u odnosu na os rotacije, za razliku od Zemljinog polja koje je gotovo savršeno poravnato s osi rotacije planeta. Astronomi već dugo pretpostavljaju kako tanki sloj vodljivog fluida stvara ta asimetrična polja.Superionski led glavni je kandidat za tvar koja okružuje taj sloj, a otkriće hcp leda na većim dubinama moglo bi promijeniti način na koji istraživači izrađuju modele tih planeta.
[post_publish_update_datetime]
