Вода в ядре Нептуна в условиях огромных давления и температуры превращается в горячий черный лед — состояние, которое невозможно представить в естественных условиях на Земле. Такую форму воды ученые прозвали суперионной водой. Именно ее считают причиной возникновения хаотичных магнитных полей в ядрах Нептуна и Урана. Их зафиксировал космический аппарат «Вояджер-2», пролетая мимо самых дальних планет Солнечной системы.
Исследователи из Национальной ускорительной лаборатории SLAC и Сорбонны провели ряд экспериментов, подтверждающих эти предположения. Впервые в условиях Земли были созданы условия для получения суперионной воды.
Существует теория, согласно которой такая субстанция представляет собой кристаллическую решетку, образованную атомами кислорода, а атомы водорода свободно перемещаются по ней, проводя при этом электрический ток. Ученые проверили эту теорию на практике.
В ходе эксперимента образец воды зажали между двумя алмазными наковальнями, получив давление до 1,8 млн атмосфер. Затем его нагрели лазером до температуры 2500 Кельвинов. Состояние суперионной воды удалось зафиксировать на несколько триллионных долей секунды. При снижении температуры и давления кристаллическая структура разрушалась, однако физики успели запечатлеть неустойчивое состояние запечатлели с помощью рентгеновского излучения
Эксперимент повторили с разными давлениями и температурами. В ходе опытов выяснилось, что при увеличении давления некоторые кристаллические решетки накладываются друг на друга. Результаты опытов опровергли прежнюю теорию о том, что имеется четкая граница перехода одной структуры решетки в другую.
Суперионная вода оказалась более сложным веществом, чем о ней думали ранее. Конечно, опыт, в котором вода на мгновения обретает такую форму, не является идеальным воспроизведением строения ядра Нептуна. Может быть, со временем кристаллическая структура обретает большую жесткость. В дальнейшем, возможно удастся проверить эту гипотезу опытным путем и снять, тем самым, завесу тайны возникновения нестабильных магнитных полей на Нептуне и Уране.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что астрономы обнаружили плотную экзопланету, которая почти лишилась атмосферы
