Черное ледяное электрическое сердце Урана
…Заголовок подошел бы для НФ-ужастика, но мы расскажем о физической химии и электромагнитной активности планеты - ледяного гиганта.
В 1986-м «Voyager-2» прошел вблизи Урана, исследовав, помимо прочего, параметры и конфигурацию его магнитного поля. Так учёные получили данные для моделирования токопроводящих недр Урана.
Магнитное поле каменных планет земного типа генерируется циркулирующими потоками в расплавленном металлическом ядре.
Магнитное поле Урана, как оказалось, генерируется в не таких глубоких слоях, а именно: в водяной (или ледяной) мантии. Но вода и известные кристаллические формы льда, даже с учётом примеси аммиака, не имеют достаточной электропроводности для такого эффекта.
В 1988-м Пьерфранко Демонтис и др. сформулировали гипотезу, согласно которой при давлении порядка 100 ГПа (миллион атмосфер) и высокой температуре будет возникать особая кристаллическая форма: лёд XI с суперионной электропроводностью. Решетка таких кристаллов состоит из ионов кислорода, а внутри нее свободно движутся ионы водорода (протоны) – они обеспечивают проводимость на уровне металлов.
В чем-то такой суперионный лёд похож на металл. В кристаллической решетке металла свободно движутся электроны (электронный газ), а тут – протонный газ.
Были предсказаны некоторые свойства суперионного льда, в частности:
- Плотность: в 4 раза больше, чем у обычного льда.
- Цвет: черный, с металлическим блеском.
- Текучесть: суперионный лед может вести себя, как вязкая жидкость.
В 2019-м сборная команда из Чикагского университета и Института Карнеги получила суперионный лед в достаточном количестве и на достаточное время, чтобы исследовать его свойства.
Кстати, для этого потребовались менее жесткие условия, чем было предсказано: лед XI начал появляться при температурах 627 °C - 1627 °C и давлении 20 ГПа.
А как в действительности обстоят дела на Уране - мы узнаем позже
Больше интересного - Пожиратели мифов
