並非所有的冰都一樣。在遙遠的領域,遠遠超出了這個世界的Slurpees,融化冰川和冰桶挑戰,水以奇怪的方式變成固態,而在地球上是不可能的。
現在,科學家第一次設法捕獲了這些行為中的這些外星,超凡脫俗的冰,以使水結晶 - 將水凍結成一種稱為冰VII(又稱“冰七”)在實驗室的極端,受控條件下。
“這些用水的實驗是第一個實驗,使我們能夠見證宇宙中最豐富的分子之一的基本障礙過渡,”地球物理學家阿里安娜·格里森(Arianna Gleason)說來自新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯國家實驗室。
但是,等等 - 如果您想知道ICES我已經對VI發生了什麼事,那麼您將有另一件事。實際上大約有20個已知冰的結晶階段,其中只有兩個 - 六角冰和立方冰- 自然發生在地球上。
六角冰,也稱為冰ih(冰一h),是幾乎所有冷凍水的結構立方冰((冰原,或者一個冰)有時被認為在我們星球的上層大氣中形成。
冰VII。圖片來源:Arianna Gleason
所有其他種類的冰只有在涉及地球上未發現的極端溫度或壓力的條件下發生。有時科學家可以在實驗室中復制這些參數,並且人為地創建外國冰結構,而在其他時候他們僅在模擬中存在,太難真正合成。
在冰VII的情況下,當冰冷的行星體在太空中碰撞時,這種濃密的形式被認為是自然發生的,這給擠壓捕獲的任何液態水分子帶來了瘋狂的壓力。
為了重現這種假設的衝突的強度,格里森的團隊向含有液體水的小細胞的一層鑽石發射了激光。
這樣做使鑽石蒸發並產生了激烈的衝擊波,將水壓縮到壓力的壓力比海平面上地球大氣壓的50,000倍,並觸發了從液體變為固體的相變。
在完全相同的瞬間,從閃光燈的X射線激光器進行轉化時,脈衝會成像,從而提供了冰VII在地球上結晶的第一個記錄。
“這真的就像是一個很小的火箭效應,”格里森在Space.com上告訴Sarah Lewin。
“我們發現,只要通過將衝擊波移動到較小的時間裡,我們就可以將液體轉變為固體。實際上,這實際上只是幾納米,這是十億美元的一秒鐘 - 我們用這些超快和亮麗的X射線脈衝來探測。”
根據團隊的說法,這種激光設置可以幫助科學家在結晶時捕獲其他一些神秘的冰結構 - 我們可以通過研究這些分子過渡可以學習的東西並不純粹是理論上的。
例如,借助ICE VII,知道如何在冰冷的月球和彗星上形成冰晶,可以幫助我們為未來的空間探索做準備木星的月亮歐羅巴,並幫助我們理解為什麼影響隕石坑會形成對遭受破壞世界的景觀的方式。
加州大學戴維斯分校的行星科學家莎拉·斯圖爾特(Sarah Stewart)說,沒有參與研究,因此對這類見解的需求不足。
她告訴她說:“查看太陽系中到處都有的基本材料,以了解動態壓力下會發生什麼。”space.com,“作為材料科學家,您可以吃掉這個。”
調查結果報告在物理評論信。