Нивното откритие го продлабочува нашето разбирање за тоа зошто Уран и Нептун имаат толку необични повеќеполни магнетни полиња. Знаеме дека водата е едноставна молекула која се состои од еден атом на кислород поврзан со два атоми на водород кои се зацврстуваат кога водата ќе замрзне.

Суперионскиот мраз е невообичаено различен, а сепак може да биде меѓу најзастапените форми на вода во Универзумот. Се претпоставува дека ја исполнува не само внатрешноста на Уран и Нептун, туку и слични егзопланети. Овие планети имаат екстремен атмосферски притисок два милиони пати поголем од Земјиниот, а внатрешноста е топла како површината на Сонцето каде водата се однесува невообичаено.

Во 2019 година, научниците го потврдија она што физичарите го предвидоа уште во 1988 година, а тоа е структура во која атомите на кислород во суперјонскиот мраз се заклучени во цврста кубна решетка, додека јонизираните атоми на водород се ослободуваат со минување низ таа решетка како електрони низ металите. Ова му ги дава на суперјонскиот мраз неговите спроводливи својства. Исто така, ја зголемува точката на топење, така што замрзнатата вода останува цврста на високи температури.

Како дел од експериментот на најновата студија, физичарката Аријана Глисон од Универзитетот Стенфорд и нејзините колеги бомбардираа тенки парчиња вода, стиснати меѓу два дијамантски слоја, со неверојатно моќни ласери. Последователните ударни бранови го подигнаа притисокот до 200 GPa (2 милиони атмосфери) и температурите на околу 5.000 K (8.500 °F) – потопла од температурите на експериментите во 2019 година, но при пониски притисоци.

„Неодамнешните откритија на егзопланети богати со вода слични на Нептун бараат подетално разбирање на [водениот] фазниот дијаграм под притисок и температурни услови релевантни за нивната планетарна внатрешност“, објаснуваат Глисон и соработниците во нивниот труд од јануари 2022 година.

Дифракцијата на Х-зраците тогаш ја откри топлата и густа кристална структура на мразот и покрај тоа што условите за притисок и температура се одржуваат само дел од секундата.

Добиените обрасци на дифракција потврдија дека ледените кристали се всушност нова фаза што се разликува од суперјонскиот мраз забележан во 2019 година. Новооткриениот суперјонски мраз, Ice XIX, има просторноцентрична кристална решетка и зголемена спроводливост во споредба со неговиот претходник од 2019 година, Ice XVIII.

Спроводливоста е важна овде бидејќи подвижните наелектризирани честички создаваат магнетни полиња. Ова е основата на теоријата на динамото, која опишува како конвективните електрично спроводливи течности, како што е земјината обвивка или внатрешноста на друго небесно тело, создаваат магнетни полиња.

Ако поголем дел од внатрешноста на ледените џинови од типот на Нептун би бил окупиран од густа кашеста супстанција, а помалку од течност која се врти, тоа би го променило видот на произведеното магнетно поле.

Глисон и неговите колеги истакнуваат дека ако таква планета има два суперјонски слоеви со различна спроводливост под површината, кон јадрото, како што би можел да содржи Нептун, тогаш магнетното поле генерирано од надворешниот течен слој би дејствувало на различен начин со секој од нив, што ги прави работите уште поневообичаени.

Глисон и неговите колеги заклучуваат дека зголемената спроводливост на слој суперјонски мраз сличен на мразот XIX би поттикнала создавање на нестабилни, мултиполарни магнетни полиња како оние што произлегуваат од Уран и Нептун.

Овие најнови тестови ги потврдуваат резултатите добиени од вселенската сонда Војаџер 2, лансирана во 1977 година. Сондата пред повеќе од триесет години, прелета покрај два ледени џинови на нашиот Сончев систем и ги измери нивните многу необични магнетни полиња. Студијата е објавена во Scientific Reports.