Структура льда в космосе — это не порядок и не хаос, это и то, и другое
Новые исследования показывают, что космический лед, долгое время считавшийся совершенно неупорядоченным, по-видимому, имеет некоторые кристаллизованные области.
Иллюстрация: Всё о космосе/Getty ImagesСохранить эту историю Сохранить Сохранить эту историю Сохранить
Лёд — ключевой компонент Вселенной. Замёрзшие молекулы воды есть на кометах, лунах, экзопланетах и в вашем напитке, когда вы охлаждаетесь от летней жары. Однако под микроскопом не весь лёд одинаков, хотя и состоит из одних и тех же компонентов.
Внутренняя структура земного льда – космологическая диковинка. Его молекулы выстроены в геометрические структуры, обычно шестиугольники, повторяющие друг друга. Земной лёд образуется таким образом из-за температуры и давления нашей планеты: вода здесь замерзает медленно, что позволяет её молекулам выстраиваться в кристаллы.
Но лёд, образующийся в космосе, отличается от других условий: вода существует в вакууме и подвергается воздействию экстремальных температур. Поэтому считается, что космический лёд аморфен и не имеет чёткой структуры, как на Земле.
Иллюстрация упорядоченной молекулярной структуры водяного льда на Земле.
GETTY IMAGESЭто представляет собой сложную задачу для учёных, пытающихся понять формирование планет и зарождение жизни. Неполное понимание динамики аморфного льда в космосе имеет побочные эффекты. Например, отсутствие точного понимания того, как замерзает космическая вода, затрудняет оценку доли воды в других солнечных системах.
Поэтому исследователи изучают космический лёд, чтобы лучше понять, как ведёт себя замёрзшая вода вдали от Земли. Образцы льда с комет, астероидов и других обломков Солнечной системы могли бы быть полезны, но пока их не удалось получить, учёные пытаются понять космический лёд с помощью компьютерных моделей и моделирования льда на Земле. Чем больше они его изучают, тем больше сюрпризов он открывает.
В недавнем отчёте, опубликованном в журнале Physical Review B, утверждается, что аморфный лёд, в изобилии присутствующий во Вселенной, действительно обладает неким подобием порядка. В статье выдвигается теория, что он, вероятно, состоит из структурированных фрагментов — кристаллизованных областей, как на Земле, но шириной всего около 3 нанометров, — окружённых хаосом.
Моделирование космического льда. Белые фрагменты — упорядоченные молекулы в кристаллических структурах, синие — неупорядоченные молекулы.
Иллюстрация: предоставлено группой ICE, Кембриджский университет.Чтобы прийти к такому выводу, команда сначала создала компьютерные модели молекул воды, подвергавшихся изменению температуры с разной скоростью, имитируя образование льда в космосе. Затем они сравнили их с результатами лабораторных экспериментов по получению настоящего аморфного льда. Водяной пар пропускали над очень холодной пластиной, чтобы он превратился в лёд, без образования жидкого состояния между ними – процесс, аналогичный тому, что происходит в планетной системе при рождении. Был получен частично аморфный материал, структура которого наиболее точно соответствовала смоделированной на основе моделей, состоящих на 20% из кристаллического материала и на 80% из аморфного льда.
«Теперь у нас есть хорошее представление о том, как выглядит самая распространенная форма льда во Вселенной на атомном уровне», — заявил Майкл Б. Дэвис, член группы ICE в Кембриджском университете и соавтор исследования.
Знание структуры космического льда важно для проверки спекулятивной идеи панспермии – гипотезы о том, что жизнь на Земле зародилась из соединений или «семян» жизни, прибывших на нашу планету из космоса. Если космический лёд аморфен и имеет низкую плотность, то строительные блоки жизни потенциально могли быть занесены внутрь. Если же, напротив, существует множество кристаллических частиц, то вероятность такого развития событий (из-за меньшего пространства) снижается.
Источник: www.wired.com
Похожие записи
Оцените материал:
Похожие записи
Стартапам не нужно становиться вирусными, чтобы завоевать клиентов.
24.10.2026
Создание сценариев для экстремальных событий без использования экстремальных данных.
24.10.2026
4,9 на 3000 отзывов. Сколько из них написал живой человек?
24.10.2026Присоединяйтесь и подпишитесь на рассылку самых свежих новостей по Email
Получайте свежие новости и идеи на почту. Без спама — только самое интересное.
Нажимая «Подписаться», вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности.
