تولید نوعی یخ که از خورشید داغ‌تر است

به گزارش جام‌جم آنلاین به نقل از آی‌اف‌ال ساینس، زمانی ه صحبت از دمای بسیار پایین باشد، احتمال زیادی وجود دارد که به یاد یخ بیفتیم. یخ از نظر ما یک چیز واقعا «سرد» است. اما در فشار‌های شدید، مانند هسته سیارات بزرگ، اتفاق عجیبی ممکن است رخ دهد؛ یخ می‌تواند جامد بماند، اما دمایی گرم‌تر از سطح خورشید داشته باشد.

این نوع یخ آبی «یخ اَبَریونی» نامیده می‌شود و به فهرست حدود ۲۰ فازی که آب می‌تواند از نظر ساختاری تشکیل دهد که یخ، مایع و بخار را نیز شامل می‌شود، اضافه شده است. اکنون، محققان در نشریه نیچر فیزیکس، کشف و توصیف دو فاز یخ اَبَر‌یونی را گزارش داده‌اند، که راهی برای بازآفرینی مطمئن و پایدار یخ برای مدت طولانی‌تر از آنچه قبلاً به دست آمده بود، یافته‌اند تا بتوانند آن را مطالعه کنند.

یکی از این فاز‌های اَبَر‌یونی بین ۲۰۰ تا ۶۰۰ هزار برابر فشار اتمسفر در سطح دریا و در دمای تا چند صد بیش از ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد گسترش می‌یابد. فاز دیگر تا نیمی از فشار تجربه شده در مرکز زمین و با دمای هزاران درجه گسترش می‌یابد.

ویتالی پراکاپنکا، استاد پژوهشی دانشگاه شیکاگو و دانشمند پرتو‌های پیشرفته در منبع فوتون پیشرفته آزمایشگاه ملی آرگون در بیانیه‌ای اعلام کرد: «شگفت‌آور بود؛ همه فکر می‌کردند این فاز تا زمانی که شما در فشار بسیار بالاتری نسبت به جایی که ما برای اولین بار آن را پیدا کردیم قرار نگیرید ظاهر نمی‌شود. اما به لطف چندین ابزار قدرتمند توانستیم ویژگی‌های این یخ جدید را که فاز جدیدی از ماده به شمار می‌رود، به دقت ترسیم کنیم.»

در دما‌های بالاتر و فشار‌های باورنکردنی، یخ جامد می‌ماند، اما ساختار اتمی به طور چشمگیری تغییر می‌کند. اما وقتی فشار و دما از بین برود، یخ به حالت عادی خود باز می‌گردد.

پراکاپنکا بیان می‌کند: «یک مکعب، را تصور کنید که یک شبکه اتصالی در آن قرار گرفته است، که در آن اتم‌های اکسیژن در گوشه‌های مکعب قرار دارند و با اتم‌های هیدروژن به هم متصل شده‌اند. وقتی به این فاز اَبَریونی جدید تبدیل می‌شود، شبکه منبسط می‌شود و به اتم‌های هیدروژن اجازه می‌دهد تا به اطراف مهاجرت کنند در حالی که اتم‌های اکسیژن در موقعیت‌های خود ثابت می‌مانند. این شبیه یک شبکه اکسیژن جامد است که در اقیانوسی از اتم‌های هیدروژن شناور نشسته است.»

یخ اَبَریونی چگالی کمتری نسبت به یخ معمولی دارد، که از قبل می‌دانیم چگالی آن کمتر از آب مایع است. در این فاز رنگ هم عوض می‌شود؛ در حالی که یخ آب بسته به نحوه یخ زدن آن، می‌تواند شفاف تا سفید ابری باشد، یخ اَبَریونی تیره‌تر است، زیرا با نور تعامل متفاوتی دارد.

پراکاپنکا می‌گوید: «این حالت جدیدی از ماده است، بنابراین اساساً به عنوان یک ماده جدید عمل می‌کند و ممکن است با آنچه ما فکر می‌کردیم متفاوت باشد.»

دانشمندان سیاره‌شناسی معتقدند شرایط شدید فشار و دما مشابهی ممکن است در داخل نپتون و اورانوس و همچنین سیارات غول‌پیکر یخی فراتر از منظومه شمسی وجود داشته باشد. درک خواص یخ اَبَریونی ممکن است به ما در درک خواص این سیارات کمک کند.