Ученые создали в лаборатории «космический» лед
Как происходит переход между кристаллической и аморфной фазами льда на ледяных телах, таких как спутник Юпитера — Европа, выяснили ученые, создав в лаборатории аналог «космического» льда, 2 июня сообщает Phys.org.
Поскольку межзвездное пространство очень холодное и в основном представляет собой вакуум, вода, которую мы обнаруживаем с Земли, обычно находится в форме аморфного льда, это означает, что ее атомная структура не расположена аккуратно в кристаллической решетке, как лед на Земле.
Ученые из Ок-Риджской национальной лаборатории Министерства энергетики США и Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, для создания образца «космического» льда понизили температуру монокристаллической сапфировой пластины до 25 К (около минус 414 градусов по Фаренгейту), поместили ее в вакуумную камеру и добавили к пластине несколько молекул тяжелой воды (D2O).
Затем они наблюдали, как структура льда менялась с изменением температуры, прежде чем он, наконец, образовал кристаллический лед. Затем команда планирует смоделировать ледяные тела солнечной системы, используя электронное излучение, чтобы определить, как это влияет на структуру льда.
«Эксперимент произвел слой аморфного льда, похожего на лед, который составляет большую часть воды во Вселенной, — сказал ученый по рассеянию нейтронов ORNL Крис Тулк. — Это тот же тип льда, который мог образоваться в чрезвычайно холодных постоянно затененных областях Луны, в полярных областях луны Юпитера Европы и в веществе между звездами в нашей галактике, известном как плотные молекулярные облака. Хотя большая часть льда к настоящему времени, вероятно, кристаллизовалась на более теплых телах, свежий лед на более холодных телах и в глубоком космосе, вероятно, все еще аморфен».
Ученые надеются ответить на такие вопросы, как, например, сколько льда на поверхности Европы, второго по величине спутника Юпитера, может быть аморфным льдом в результате облучения поверхности заряженными частицами, создаваемыми магнитным полем Юпитера.
«Эта информация может помочь нам лучше интерпретировать научные данные с космического корабля Europa Clipper, а также дать некоторые подсказки о том, как развивается водяной лед в различных частях Вселенной, — сказал старший научный сотрудник JPL Мурти Гудипати. — С датой запуска, запланированной на 2024 год, целью миссии Europa Clipper является оценка обитаемости Европы путем изучения ее атмосферы, поверхности и внутренних помещений, включая жидкую воду под ледяной корой, которая потенциально может поддерживать жизнь».
