Учёные создали лёд при 2630 К и давлении 2,2 млн атмосфер — он может скрываться внутри Нептуна

Учёные впервые напрямую подтвердили существование необычной формы льда, которая возникает при давлениях свыше 200 ГПа и температурах выше 1800 К. Речь идёт о гексагональной плотноупакованной фазе воды — hcp-льде, способной существовать глубоко внутри Нептуна и Урана.

Новую фазу получили в лаборатории, сжимая микроскопический образец воды между алмазными наковальнями и одновременно нагревая его лазерами. Рентгеновская дифракция на Европейском синхротроне ESRF показала, что при 197 ГПа и 2250 К hcp-структура уже заметно усиливается, а при 219 ГПа и 2630 К становится преобладающей. Для сравнения, давление у поверхности Земли составляет около 0,0001 ГПа, то есть эксперимент создавал условия примерно в 2,2 млн раз выше атмосферного давления.

Это не обычный лёд, несмотря на название. В суперйонной фазе атомы кислорода сохраняют упорядоченную кристаллическую решётку, а ионы водорода могут перемещаться через неё почти как жидкость и переносить электрический заряд. Исследователи наблюдали переход между ранее известной гранецентрированной кубической фазой fcc и новой гексагональной hcp-структурой в диапазоне примерно 130-200 ГПа.

Результат важен для моделей Нептуна и Урана. Внутри этих планет вода, аммиак и метан находятся не в привычном замёрзшем состоянии, а при огромных давлениях и температурах. Суперйонный лёд рассматривается как возможный участник формирования необычных магнитных полей ледяных гигантов, а обнаруженная hcp-фаза может находиться ещё глубже и обладать иными механическими и электрическими свойствами. Теперь эти характеристики предстоит учитывать в расчётах внутреннего строения планет.

Источник: popularmechanics