宇宙冰形态颠覆以往认知
"长久以来,宇宙中其他地方的冰一直被视为液态水的快照——即一种被固定住的无序排列。我们的研究结果表明,情况并非完全如此。"
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新研究表明,处在深空中,例如在土星的冰冻卫星土卫二上,冰可能部分是结晶态
(图片来源:美国国家航空航天局/喷气推进实验室)
水冰在宇宙中无处不在,从冰冻的卫星到星际云中的冰霜尘埃颗粒。然而,伦敦大学学院和剑桥大学的研究人员最近发现,太空中的冰并不像我们过去认为的那样。
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在地球上,冰存在的环境温度相对较高,这为水分子提供了足够的能量,使其能够形成类似于雪花对称形态的有序晶体结构。然而,在太空中,温度骤降至零下148华氏度或零下328华氏度(零下100摄氏度或零下200摄氏度)甚至更低,过去认为水冰在此条件下无法结晶。相反,太空中的水冰曾被认为纯粹是无定形的;换言之,分子间没有结晶过程,也没有有序结构。
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当土星卫星土卫二喷发出的水蒸气羽流进入太空时,这些水蒸气会冻结并像雪一样落回这颗冰卫星的表面。但根据之前的理论,这些雪花不会拥有地球上雪花那样复杂的结构。但现在,新的研究表明,在某种程度上,它们可能具有类似结构。将模拟无定形冰冻结过程的计算机模拟结果与真实无定形冰的X射线衍射测量数据进行比对后发现,在某些情况下,无定形冰中可能含有高达四分之一比例的晶体。
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