科学家发现黑色的“超离子冰”,和普通冰块有什么区别?

大自然中,我们经常可以看到水凝结成冰。

在地球的普通环境中,水形成的冰被称为“冰Ⅰ”,我们经常把这类冰放到冷饮中降温,其分子形状是我们熟悉的六边形,也就是雪花的形状。

当大气压增加10000倍时,在压力的作用下,水会凝结成“冰Ⅵ”,其分子形状变成棱柱形;继续增加压力,可以形成“冰Ⅶ”,其分子形状会变成立方体。

如果继续增加压力呢?天文学家认为在部分行星的中心,可能存在黑色的“超离子冰”,也就是“冰XⅥ”。


科学家发现黑色的“超离子冰”,和普通冰块有什么区别?


什么是超离子冰:

超离子冰是突破了形态限制的冰,液态水和固态冰对于超离子冰来说没有任何意义。

在超强的压力作用下,超离子冰中的氧原子按照一定的顺序排列,和普通的固态冰相同,但是氢原子却失去了电子,成为带电的离子,可以在固态冰中自由穿梭,就像在液态水中一样。

超离子冰的密度是普通冰的4倍,在极端的压力状态下,内部结构类似晶体,呈现出黑色的外观,并且由于氢原子失去电子并且可以自由移动,超离子冰具有导电能力。

科学家发现黑色的“超离子冰”,和普通冰块有什么区别?

超离子冰的猜想,起源于天王星和海王星的磁场不平衡。

天文学家认为在天王星和海王星的行星内部,巨大的压力作用可能会形成超离子冰,这些超离子冰在星球内部导电,从而导致行星的磁场出现偏移。

科学家也在实验室中,利用高压喷射,完成了超离子冰的创造,但目前超离子冰的存在时间只有几纳秒,并没有足够的时间进行研究。科学家正在寻找更加静态的方式创造超离子冰,从而提供良好的研究环境。

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超离子冰将帮助科学家解释磁场异常:

地球磁场是一个相对平衡的磁场,并且磁极距离地球两极的距离并不遥远,但是天王星和海王星的磁极非常倾斜,并且磁极之间也不是一条直线,如此怪异的磁场,让科学家怀疑两个行星的内部存在特殊的导电层。

超离子冰层的导电性,可以解释两颗星球的磁场异常,而且根据科学家对天王星和海王星的观测,两颗行星的内部,确实存在形成超离子冰的条件。两颗行星很有可能存在巨大的超离子冰层,其规模足以改变整颗星球的磁场。

科学家发现黑色的“超离子冰”,和普通冰块有什么区别?

超离子冰是了解行星内部的关键突破口,如果科学家可以了解超离子冰的形成条件、具体特性,就可以推断出其他星球是否存在超离子冰。

科学家认为太阳系外围的行星内部,都有可能存在超离子冰层,而这些超离子冰层都体现出对磁场的影响。

如果科学家可以掌握超离子冰的特性,或许就可以大量制造超离子冰,在没有磁场的星球利用“人造超离子冰层”创造磁场环境,从而改变一颗星球的整体环境!

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页面更新:2024-04-04

标签:离子   磁极   冰层   海王星   天王星   磁场   冰块   行星   星球   科学家   黑色   压力

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