Stanford Laboratuvarı, Süperiyonik Buz Keşfiyle Gezegenlerin Manyetik Alanlarını Açıklıyor

ABD’deki Stanford Lineer Hızlandırıcı Merkezi laboratuvarı, dikkat çekici bir çalışma ile ‘süperiyonik buz’un yeni bir yönünü keşfetti. Bu keşif, beş yıl önce ilk kez yapılan deneylerin ardından gerçekleşti.

Bu çalışma, özellikle Uranüs ve Neptün gezegenlerinin neden o kadar kutuplu ve dengesiz manyetik alanlara sahip olduğu sorusuna yeni bir bakış açısı sunuyor. Daha önce suyun donduğunda sabit bir forma ulaştığı düşünülüyordu, ancak süperiyonik buz sadece Uranüs ve Neptün gibi gezegenlerde değil, diğer gezegenlerde de bulunabilir.

Bazı gezegenler, atmosferlerinin Dünya’nınkinden milyonlarca kat daha yüksek basınca sahip olduğu bilinmektedir. Bu da, bu gezegenlerin iç bölgelerinin Güneş’in yüzeyi kadar sıcak olabileceğini gösterir. Bu koşullarda su, farklı bir yapıya dönüşmeye başlar.

Fizikçiler, süperiyonik buzun fiziksel yapısını ilk kez 2019 yılında doğruladılar. Bu yapı, oksijen atomlarının katı bir küp içinde hapsolduğu ve iyonlaşmış hidrojen atomlarının serbest bırakıldığı bir yapıyı ifade eder. Bu durum, elektronların metallerin içinden geçmesine yol açar.

Son çalışma ise Stanford Üniversitesi fizikçisi Arianna Gleason ve ekibinin 2019’daki deneylere kıyasla daha yüksek sıcaklıklarda ve daha düşük basınçta, iki elmas katmanı arasına sıkıştırılmış ince buz şeritlerini güçlü lazerlerle eritmeyi başardığını gösteriyor. Bu sonuçlar, su içeriği yüksek gezegenlerin iç bölgelerinin basınç ve sıcaklık koşullarını daha iyi anlamamıza yardımcı oluyor.

Gezegenlerin karmaşık manyetik alanlarının, süperiyonik yüksek basınçlı buzun ürettiği düşünülmektedir. Ancak bu koşullarda buzun yapısını ölçmek oldukça zordur.

Nature’da yayınlanan yeni çalışma, X-ışını kırınımı ile basınç ve sıcaklık koşullarının saniyenin küçük bir kısmında korunduğunu gösteriyor ve bu koşullarda buzun kristal yapısının ortaya çıktığını kanıtlıyor. Bu yeni keşfedilen faz, Ice XIX olarak adlandırılır ve gövde merkezli bir kübik yapıya ve artırılmış iletkenliğe sahiptir.

Bu keşif, üretilen manyetik alan türünün de değiştiğini gösteriyor ve bilim insanlarına göre, Uranüs ve Neptün için ölçülen çok kutuplu manyetik alanların kökenini açıklamada önemli bir adım olarak kabul ediliyor.