Según una nueva investigación de UCL y la Universidad de Cambridge, «Space Ice» contiene pequeños cristales, y no es un material completamente desordenado como el agua líquida, como se pensaba anteriormente.
El hielo espacial es diferente del hielo en forma de cristales en la Tierra, y durante décadas, los científicos han asumido que no tiene estructuras, lo que significa que a temperaturas frías no hay suficiente energía para formar cristales cuando se congelan.
El nuevo estudio investigó el hielo amorfo de baja densidad, la forma de hielo más común en el universo. Existe como algo que existe en cometas, lunas de hielo y nubes de polvo donde se forman las estrellas y los planetas.
Encontraron una simulación por computadora de las mejores mediciones coincidentes de experimentos anteriores cuando este hielo no era completamente amorfo y contenía pequeños cristales incrustados en su estructura desordenada (aproximadamente 3 nanómetros de ancho, ligeramente más anchos que el ADN).
La estructura final depende de cómo ocurra el hielo en el universo
En estudios experimentales, también recristalizaron (es decir, calientes) muestras reales de hielo espacial amorfo formado de varias maneras.
Descubrieron que la estructura cristalina final difería dependiendo de cómo se generara el hielo amorfo. Si el hielo fuera completamente indefinido (completamente deteriorado), los investigadores concluyeron que no conservaría el grabado de la forma anterior.
«Somos científicos de la UCL Physics & Astronomy y la Universidad de Cambridge», dijo el autor principal Michael Davies, quien llevó a cabo el trabajo como parte de su doctorado.
«Esto se debe a que ICE está involucrado en muchos procesos cosmológicos, por ejemplo, la formación de planetas, la evolución de la galaxia y cómo la materia se mueve alrededor del universo».
Los resultados pueden ayudarlo a especular sobre el origen de la vida
Los hallazgos también influyen en las teorías especulativas sobre los orígenes de la vida en la tierra.
Según una teoría conocida como el paciente de Panpan, los componentes de la vida se transportan aquí en los cometas de hielo, y el hielo amorfo de baja densidad actúa como un tipo de material de transbordador espacial a través del cual se transportan componentes como aminoácidos simples.
«Nuestros hallazgos sugieren que este hielo no es un material de transporte del origen de estas moléculas biológicas, porque en parte la estructura cristalina tiene un espacio donde es poco probable que estos componentes sean incrustados», explicó el Dr. Davis.
«Sin embargo, la teoría aún podría retener la verdad, ya que hay regiones amorfas dentro del hielo que pueden almacenarse y limitarse a los componentes básicos de la vida».
Profesor Christoph Salzmann, coautor de la química de UCL, agregó:
«El hielo espacial se ha considerado durante mucho tiempo una instantánea de agua líquida, lo que significa que la disposición deteriorada se fija correctamente. Nuestros hallazgos muestran que esto no es del todo cierto».
Agregó: “Nuestros resultados también plantean preguntas sobre materiales amorfos en general, que tienen aplicaciones importantes en tecnología avanzada.
Por ejemplo, la fibra de vidrio de que los datos de transporte deben transportarse largas distancias o desordenarse por su función. Si contienen pequeños cristales y puede eliminarlos, esto mejorará el rendimiento. «
Preguntas adicionales sobre la naturaleza del hielo amorfo
Los investigadores dijeron que sus hallazgos plantearon muchas preguntas adicionales sobre la naturaleza del hielo amorfo. Por ejemplo, depende de si el tamaño de los cristales difiere dependiendo de cómo se forme el hielo amorfo y si el hielo amorfo es realmente posible.
El hielo amorfo se descubrió por primera vez en su forma de baja densidad en la década de 1930, cuando los científicos condensan el vapor de agua en las superficies metálicas enfriadas a -110 ° C. Su estado de alta densidad se descubrió en la década de 1980 cuando el hielo ordinario se comprimió a aproximadamente -200 ° C.
El equipo de investigación descubrió hielo espacial de densidad media en 2023. Se descubrió que tenía la misma densidad que el agua líquida, por lo que no estaba sumergido ni flotado en agua.
«El agua es la base de la vida, pero aun así, no lo entendemos completamente. El hielo amorfo puede tener la clave para explicar muchas anomalías en el agua», dijo el profesor Angelo Smikael Ride, coautor de la Universidad de Cambridge.
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