Специалистам Национальной ускорительной лаборатории SLAC и Сорбонны удалось приблизиться к разгадке природы необычных магнитных полей Нептуна и Урана. Новые данные показали, что ключевую роль в их формировании играет особое состояние воды, сосредоточенной в глубинных слоях этих планет.
Ранее учёные предполагали, что в центре Нептуна может находиться ледяное ядро, однако оказалось, что речь идёт не о привычном прозрачном льде. При колоссальном давлении и температурах вода переходит в экзотическую фазу — так называемую суперионную воду. В этом состоянии она ведёт себя одновременно как твёрдое тело и как жидкость, напоминая горячий «чёрный лёд».
Чтобы изучить свойства этой материи, исследователи попытались воспроизвести экстремальные условия Нептуна в лаборатории. Для этого использовались алмазные наковальни, позволяющие сжимать образцы до давлений, сравнимых с теми, что существуют в недрах ледяных гигантов.
Экспериментальные результаты оказались неожиданными. Ранее считалось, что суперионная вода образует чёткую кристаллическую решётку. Однако новые наблюдения показали иную структуру — смесь размытых, неупорядоченных линий, а не строгую решётку с чёткими границами фазовых переходов. Это противоречит прежним теоретическим моделям.
Учёные предполагают, что именно сложная и нестабильная структура суперионной воды может объяснять необычную форму магнитных полей Нептуна и Урана, которые сильно отличаются от магнитных полей Земли и других планет Солнечной системы. Такой тип льда в природных условиях на Земле не встречается, что делает исследования особенно важными для планетологии.
Работа продолжается, и специалисты надеются, что дальнейшие эксперименты помогут точнее понять, как экстремальные формы материи влияют на внутреннее строение планет и формирование их магнитных полей, сообщает МИР24 со ссылкой на журнал Nature Communications.