Горячий черный лед может объяснять странные магнитные поля Урана и Нептуна

Суперионная вода оказалась куда менее упорядоченной, чем предполагала теория.

Нестабильные магнитные поля планет вроде Урана и Нептуна могут объясняться так называемой суперионной водой, считают ученые. Предполагается, что такая вода заполняет недра крупных ледяных планет.

Суперионная вода не слишком похожа на обычную воду: она больше напоминает черный и горячий лед. Исследователи давно подозревали, что именно эта субстанция отвечает за магнитные поля Урана и Нептуна, теперь теория получила экспериментальное подтверждение.

В рамках эксперимента исследователи воссоздали суперионную воду в лабораторных условиях. Для этого обычную воду сжимали между двумя алмазными блоками до давления примерно в 1.8 миллиона атмосфер, а затем нагревали до температуры свыше 2 тысяч градусов Цельсия.

В лабораторных условиях суперионная вода существовала существенно меньше секунды, но этого времени оказалось достаточно для изучения ее структуры с помощью рентгеновской дифракции. Оказалось, что структура суперионной воды сложнее, чем считали ученые.

Вместо однородной кристаллической решетки ученые обнаружили сочетание разных кристаллических фаз, а также области, где такие структуры перекрываются. Переходы между ними оказались размытыми, без четкой границы.

Изначально исследователи предположили, что «зашумленные» данные могли быть следствием ошибок при проведении эксперимента. Однако повторные опыты на другом оборудовании дали аналогичный результат, подтвердив, что неупорядоченность является реальным свойством суперионной воды.

Ученые считают, что именно необычная структура суперионной воды объясняет хаотичный характер магнитных полей Урана и Нептуна. Опыты показывают, что внутренняя динамика ледяных гигантов может быть значительно менее стабильной, чем предполагалось.

Скорее всего, полагают исследователи, суперионная вода часто встречается во вселенной. Ученым известно множество ледяных гигантов, вероятно, многие из них содержат черный горячий лед.