Voda se pod ekstremnim pritiscima udaljenih svjetova ponaša potpuno neočekivano
Naučnici su u laboratoriji simulirali uslove sa dalekih planeta i otkrili da se atomska struktura vode pod ogromnim pritiskom drastično mijenja.
Voda je ključna za razvoj života, zbog čega je naučnici prvu traže na drugim planetama – ali da li zaista znamo kako voda izgleda u vanzemaljskim okruženjima? U novoj studiji objavljenoj u magazinu Communications Chemistry, istraživači u Sjedinjenim Američkim Državama stavili su vodu pod pritisak kakav vlada na planetama poput Urana ili Neptuna i otkrili da se njena temeljna atomska struktura mijenja kao odgovor na te uslove.
Ukratko, voda postaje atomski manje simetrična i više iskrivljena. Ova pojava ima direktne posljedice na način na koji voda provodi toplinu, utiče na magnetska polja i mijenja gustoću planete, što je sve izuzetno važno za astronomska posmatranja i tumačenje podataka sa teleskopa.
Zavirivanje u unutrašnjost ledenih džinova
Ova vrsta transformacije ranije je predviđana kroz računarske simulacije, ali čini se da je ovo prvi put da su naučnici uspjeli da je posmatraju u laboratorijskim uslovima. „Voda izvan uslova na Zemlji ima mnogo složenije ponašanje nego što smo ikada ranije zamišljali“, kaže fizičar Aškan Salamat sa Univerziteta u Nevadi, Las Vegas. „Neverovatno je kako se voda može ponašati pod pritiskom.“
Istraživači su postavili sićušnu kap vode između dva dijamantska vrha kako bi primijenili pritisak, podižući ga na preko 222 gigapaskala (GPa). To je otprilike 2,2 miliona puta veći pritisak od onog koji osjećamo hodajući po površini Zemlje.
Za identifikaciju hemijskih promjena u vodi na najmanjim skalama korištena je difrakcija X-zraka, i to na osnovu načina na koji su se zraci raspršivali dok su prolazili kroz uzorak. Obično bismo očekivali da zgnječeni atomi postanu simetričniji kako se gomilaju u čvršćim rasporedima, ali ovdje se desilo suprotno – kristalna struktura leda postala je neujednačenija i rastegnutija.
Granice poznatog leda
Ovi eksperimenti nam takođe otkrivaju više o ledu-X, jednom od više od 20 tipova leda za koje naučnici znaju. U ovom istraživanju, tim je gurnuo led-X preko njegovih poznatih granica, stvarajući nešto potpuno novo, iako će biti potrebna dodatna istraživanja da bi se to sa sigurnošću potvrdilo.
Led-X se formira postepeno u širokom rasponu pritisaka, prelazeći u visoko simetričnu strukturu na oko 50 GPa, u pogledu njenih atoma kisika i vodika. Sada naučnici imaju mnogo jasniju predstavu o tomegdje bi mogla biti gornja granica stabilnosti leda-X.
Zašto je ovo važno za buduća istraživanja svemira?
Proučavanje udaljenih planeta uključuje mnogo preciznog nagađanja i pažljivog tumačenja podataka koje teleskopi šalju nazad na Zemlju. Ova studija nam daje pouzdan uvid u to kakva bi voda na Neptunu mogla zaista biti u svojoj srži.
- Poboljšava naše razumijevanje unutrašnjosti ledenih planeta Sunčevog sistema.
- Pomaže u preciznijem tumačenju podataka sa svemirskih sonda poput Vojagera.
- Otkriva postojanje jedinstvenih hemijskih reakcija i spojeva koji ne postoje na Zemlji.
„Razumijevanje mehanizama našeg Sunčevog sistema i našeg opservabilnog svemira od suštinskog je značaja za napredak ljudskog znanja“, zaključuje Salamat. Kada čovječanstvo jednom pošalje nove misije prema ovim svjetovima, znaćemo tačno šta nas čeka u dubinama svemira.
Izvor: ScienceAlert (Nauka & Svemir)
Koliko zapravo (ne)znamo o ovome?
Sokrat je govorio: „Znam da ništa ne znam” – jer tek kad shvatimo šta ne znamo, otvaramo prostor za istinsko učenje. Možete li tačno odgovoriti na ova 2 brza pitanja iz članka?
