Лід, що утворюється у холодних просторах космосу, поводиться інакше, ніж вважалося раніше. Результати нового дослідження показали, що найпоширеніша форма космічного льоду містить впорядковані нанокристали, хоча досі науковці були впевнені у його повній безструктурності.
Про це розповідає ProIT
Унікальна структура льоду у Всесвіті
Вчені провели комп’ютерне моделювання та серію експериментів, щоб з’ясувати, як саме замерзає вода у відкритому космосі. На відміну від земного кристалічного льоду, який має чітку структуру, в космічних умовах вважалося, що лід формується у вигляді аморфної маси, де атоми хаотично згруповані. Однак комп’ютерне моделювання, що включало заморожування води при різних швидкостях до температур близько -120°C, дозволило виявити: у складі такого льоду приблизно 20% складає кристалічна форма, а решта — аморфна.
Дослідники також експериментально відтворили умови космосу: вони осаджували водяну пару на охолоджені поверхні, імітуючи процес замерзання води у вакуумі, а також стискали лід при дуже низьких температурах для отримання аморфних зразків із різною щільністю. Після нагрівання зразків стало очевидно, що навіть аморфний лід містить крихітні кристаліти, які зберігають пам’ять про попередню структуру. Якби ці кристали були відсутні, лід залишався б повністю аморфним.
Вплив відкриття на науку та технології
Лід у космосі бере участь у багатьох важливих процесах: формуванні планет, еволюції галактик і переміщенні матерії. Глибше розуміння його структури допоможе пояснити ці явища та вдосконалити моделі космологічних процесів. Крім того, отримані результати мають значення для матеріалознавства — зокрема, для створення аморфних матеріалів, які використовуються у волоконно-оптичних технологіях. Якщо в таких матеріалах дійсно присутні мініатюрні кристали, а їхнє видалення дозволить підвищити ефективність передачі даних.
“Лід на Землі є космологічною диковинкою через наші теплі температури. Ви можете побачити його впорядковану природу в симетрії сніжинки. Лід у решті Всесвіту довго вважався знімком рідкої води — тобто, безладним розташуванням, зафіксованим на місці. Наші висновки показують, що це не зовсім так”, — каже фізико-хімік Крістоф Зальцманн з Університетського коледжу Лондона.
Відкриття про часткову кристалічність космічного льоду змінює уявлення про хімічні та фізичні процеси в космосі, а також відкриває нові перспективи для розвитку сучасних технологій.
