Brenda planetit, ku substancat janë të ekspozuara ndaj presioneve dhe nxehtësisë ekstreme, ndodhin gjëra të çuditshme.

Në bërthamën e brendshme të ngurtë të Tokës, atomet e hekurit “vallëzojnë”, dhe brenda gjigantëve të gazit të pasur me ujë, Uranit dhe Neptunit, me siguri formohet akull i nxehtë, i zi dhe i rëndë, i cili është i ngurtë dhe i lëngshëm në të njëjtën kohë.

Shkencëtarët fillimisht e rikrijuan këtë akull ekzotik (akull superionik) në kushte laboratorike pesë vjet më parë, dhe konfirmuan ekzistencën dhe strukturën e tij kristal katër vjet më parë. Më pas vitin e kaluar, ekspertët në SHBA zbuluan një fazë të re të akullit superionik. Zbulimi i tyre ndihmoi për të kuptuar fushat magnetike të pazakonta shumëpolëshe në Uran dhe Neptun.

Uji nuk është gjithmonë vetëm – ujë

Shumë besojnë se uji është vetëm një molekulë e thjeshtë e përbërë nga një atom oksigjeni dhe dy atome hidrogjeni që vijnë në një pozicion fiks gjatë ngrirjes. Edhe pse akulli superionik është dukshëm i ndryshëm nga akulli klasik, ai ende mund të jetë një nga format më të bollshme të ujit në univers, shkruan Science Alert.

Shkencëtarët supozojnë se ai mbush jo vetëm brendësinë e Uranit, Neptunit, por edhe ekzoplanete të tjera të ngjashme. Në këta planetë presioni është 2 milionë herë më i lartë se ai i atmosferës së Tokës dhe pjesa e brendshme është po aq e nxehtë sa sipërfaqja e Diellit – pra krijohen kushte ku uji bëhet i çuditshëm.

Në vitin 2019, shkencëtarët konfirmuan atë që fizikanët parashikuan në vitin 1988: një strukturë në të cilën atomet e oksigjenit në akullin superionik janë të kyçur në një rrjetë të ngurtë kubike, ndërsa atomet e hidrogjenit të jonizuar rrjedhin nëpër atë rrjetë si elektronet përmes metaleve.

Kjo është arsyeja pse akulli superionik është kaq përçues dhe pika e tij e shkrirjes aq e lartë sa uji mbetet i ngurtë edhe në temperatura jashtëzakonisht të larta.

Në kërkimin e fundit, fizikantja Arianna Gleason nga Universiteti i Stanfordit dhe kolegët e saj bombarduan copa të holla uji, të shtrydhura midis dy shtresave të diamantit, me laser të fuqishëm.

Valët goditëse të njëpasnjëshme e ngritën presionin në 200 GPa dhe temperaturën në rreth 4700 gradë Celsius, e cila është më e lartë se temperaturat e arritura gjatë eksperimenteve të vitit 2019, por me një presion më të ulët.

Difraksioni me rreze X tregoi strukturën kristalore të nxehtë dhe të dendur të akullit, pavarësisht se kushtet e presionit dhe të temperaturës mbaheshin vetëm për një pjesë të sekondës.

Një fazë e re e akullit superionik

Modelet e difraksionit që rezultuan konfirmuan se këto kristale akulli janë në fakt një fazë e re e dallueshme nga akulli superionik i vëzhguar në vitin 2019. Akulli superionik i sapo zbuluar (Akulli XIX) ka një strukturë kubike dhe përçueshmëri të rritur krahasuar me atë të vitit 2019 (Akull XVIII).

Në këtë eksperiment, përçueshmëria ka një rëndësi të madhe sepse fushat magnetike krijojnë grimca të ngarkuara lëvizëse. Kjo është baza e teorisë së dinamos, e cila përshkruan se si lëngjet përcjellëse të turbullta, siç është manteli i Tokës, gjenerojnë fusha magnetike.

Nëse një planet ka dy shtresa superionike me përçueshmëri të ndryshme në rajonin e bërthamës, siç sugjerojnë Gleason dhe kolegët që është rasti për Neptunin, atëherë fusha magnetike e krijuar nga shtresa e jashtme e lëngshme do të reagonte ndryshe me secilën nga dy shtresat.

Gleason dhe kolegët arrijnë në përfundimin se përçueshmëria e zgjeruar e një shtrese akulli superionik të ngjashëm me akullin XIX do të lehtësonte formimin e fushave magnetike të paqëndrueshme, shumëpolare si ato në Uran dhe Neptun.

Hulumtimi i titulluar “Kompresimi dinamik i ujit në kushte në ambientet e brendshme gjigante të akullit” u botua në revistën “Scientific Reports”.