Un type de glace étrange sauf à très haute température

2023-11-26 2023-11-26T21:57:49Z
طقس العرب
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فريق تحرير طقس العرب

Météo en Arabie - Des choses étranges se produisent à l'intérieur des planètes, où des matériaux familiers sont exposés à une pression et une chaleur intenses. Il est possible que des mouvements vibratoires des atomes de fer se produisent dans le noyau interne solide de la Terre, et il est également possible que de la glace noire lourde et chaude, à la fois solide et liquide, se forme à l'intérieur d'Uranus et de Neptune. , les deux planètes gazeuses géantes riches en eau.

Il y a cinq ans, des scientifiques ont recréé pour la première fois cette étrange glace, appelée glace superionique, lors d'expériences en laboratoire ; Il y a quatre ans, ils ont confirmé son existence et sa structure cristalline. L’année dernière, des chercheurs de plusieurs universités américaines et du laboratoire du Stanford Linear Accelerator Center en Californie (SLAC) ont découvert une nouvelle phase de glace super-ionisée.

Leur découverte approfondit notre compréhension des raisons pour lesquelles Uranus et Neptune ont des champs magnétiques irréguliers à pôles multiples.

Depuis notre environnement terrestre, on pourrait penser que l’eau est une simple molécule constituée d’un seul atome d’oxygène lié à deux atomes d’hydrogène qui se fixent dans une position fixe lorsque l’eau gèle. Mais la glace hautement ionisée est étrangement différente, et pourtant elle pourrait être l'une des formes d'eau les plus abondantes dans l'univers, remplissant soi-disant non seulement l'intérieur d'Uranus et de Neptune, mais aussi des exoplanètes similaires.

Un type de glace étrange sauf à très haute température

Ces planètes subissent des pressions extrêmes deux millions de fois supérieures à la pression atmosphérique de la Terre, et leur intérieur est aussi chaud que la surface du Soleil, où l'eau devient étrangère.

En 2019, des scientifiques ont confirmé les prédictions de physiciens qui ont travaillé en 1988, découvrant que la glace hautement ionisée est constituée d'une structure squelettique contenant un réseau cubique rigide qui piège les atomes d'oxygène, tandis que les atomes d'hydrogène ionisés sont libérés et circulent à travers ce réseau d'une manière similaire à le flux d’électrons à travers les métaux. . Cette structure hautement ionisée confère à la glace ses propriétés conductrices d’électricité et maintient son point de fusion bas, maintenant ainsi un état gelé même à des températures extrêmes.

Cela confère à la glace hautement ionisée ses propriétés conductrices. Il augmente également son point de fusion afin que l'eau gelée reste solide à des températures extrêmes. Dans cette dernière étude, la physicienne Ariana Gleason de l'Université de Stanford et ses collègues ont bombardé de fines bandes d'eau, prises en sandwich entre deux couches de diamant, avec des lasers ridiculement puissants.

Les ondes de choc successives ont augmenté les pressions jusqu'à 200 gigapascals (2 millions d'atmosphères) et les températures d'environ 5 000 K (8 500 degrés Fahrenheit), soit plus chaudes que les températures des expériences de 2019, mais à des pressions plus faibles.

La chercheuse Gleason et son équipe expliquent dans leur article publié en janvier 2022 : « Comprendre les exoplanètes riches en eau similaires à Neptune nécessite une analyse minutieuse de l’état de l’eau dans des conditions de pression et de température associées à la composition interne de chaque planète. »

La diffraction des rayons X a ensuite révélé la structure cristalline de la glace chaude et dense, où les conditions de pression et de température ont été maintenues pendant une courte période d'environ une fraction de seconde.

Les diagrammes de diffraction résultants ont également confirmé que les cristaux de glace étaient en fait une nouvelle phase distincte de la glace superionisée observée en 2019. La glace superionisée récemment découverte, Ice XIX, a une structure cubique centrée sur son corps et une conductivité accrue par rapport à son prédécesseur de 2019. , Glace XVIII. . .

La conductivité électrique est ici importante car les particules chargées en mouvement génèrent des champs magnétiques. C'est la base de la théorie de la dynamo, qui décrit comment des fluides conducteurs, tels que le manteau terrestre ou l'intérieur d'un autre corps céleste, donnent naissance à des champs magnétiques. Si une plus grande partie de l’intérieur d’une géante de glace semblable à Neptune était aspirée par un solide mou, et moins par un liquide en rotation, cela changerait le type de champ magnétique produit. Si la planète possède deux couches superioniques avec des conductivités différentes, comme le suggèrent Gleason et ses collègues, le champ magnétique généré par la couche liquide externe interagirait différemment avec chacune d'elles, rendant les choses encore plus étranges.

Ici, Gleeson et ses collègues concluent que la conductivité électrique améliorée d'une couche de glace superionisée similaire à la glace

Si tel est le cas, ce serait un résultat satisfaisant plus de 30 ans après que la sonde spatiale Voyager 2 de la NASA, lancée en 1977, a survolé les deux géantes de glace de notre système solaire et mesuré leurs champs magnétiques inhabituels.


Source : alerte scientifique

Cet article est rédigé à l'origine en arabe et a été traduit à l'aide d'un service automatisé tiers. ArabiaWeather n'est pas responsable des éventuelles erreurs grammaticales.
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