Bilim insanları, Uranüs ve Neptün’ün koşullarını taklit eden aşırı basınç altında suyu elmas uçların arasına yerleştirip inceledi. Çalışma, suyun yalnızca sıkışmakla kalmadığını; temel atomik düzeninin değişerek laboratuvarda daha önce gözlenmeyen bir hale geçtiğini ortaya koydu. Bu bulgu, uzak gezegenlerde suyun nasıl davranabileceğine dair yorumları güçlendirebilir.
Uranüs ve Neptün basıncı taklit edildi
ABD’de yapılan yeni araştırma Communications Chemistry dergisinde yayımlandı. Ekip, suyu iki elmasın arasına çok küçük bir damlacık halinde yerleştirerek 222 gigapascalın (GPa) da üzerine çıkarılan basınçlar uyguladı. Bu değer, Dünya’da günlük yaşamda hissettiğimiz basınçtan yaklaşık 2,2 milyon kat daha yüksek.
Araştırmacılar, suyun en küçük ölçeklerde geçirdiği kimyasal ve yapısal dönüşümleri belirlemek için X-ışını kırınımı kullandı. X-ışınlarının suyun içinden geçerken saçılma biçimi incelenerek, atomların düzeni ve değişimi anlaşılmaya çalışıldı.
Su daha az simetrik, daha “çarpık” hale geldi
Genel beklenti, sıkışan atomların daha yakın kümelenmesiyle daha simetrik bir düzene doğru ilerlemesi yönündeydi. Ancak bu çalışmada durum farklı çıktı: Suyun buz yapısının kristal düzeni daha dengesiz ve daha gerilmiş bir forma kaydı. Su, atomik ölçekte daha az simetrik hale gelirken yapısal olarak “çarpık” bir görünüm sergiledi.
Bu tür bir dönüşümün, suyun ısıyı nasıl ilettiği, manyetik alanları nasıl etkilediği ve bir gezegenin yoğunluğuna nasıl yansıyabileceği açısından önemli sonuçları olabileceği belirtiliyor. Bu başlıklar ise teleskop gözlemlerinin yorumlanmasında sıkça belirleyici rol oynuyor.
Bilinenden öte buz türleri için de ipucu veriliyor
Çalışma aynı zamanda, bilim insanlarının bildiği 20’den fazla buz türünden biri olan ice-X hakkında da yeni ayrıntılar sunuyor. Ekip, ice-X’i bilinen sınırlarının ötesine taşıyarak yeni bir görünüme benzer bir yapı elde etti; ancak bunun kesin olarak yeni bir faz olup olmadığının doğrulanması için ek incelemelere ihtiyaç olduğu ifade ediliyor.
Araştırmacılara göre ice-X, geniş bir basınç aralığında zamanla oluşuyor ve özellikle oksijen ile hidrojen atomları açısından yaklaşık 50 GPa civarında daha yüksek simetriye sahip bir yapıya dönüşüyor. Bu çalışma ise ice-X’in üst kararlılık sınırına dair daha net bir çerçeve sağlıyor.
Gezegenlere gidemeyen bilim için laboratuvar verisi
Uzak gezegenlerin yer kabuğu ya da atmosferine doğrudan ulaşmanın mesafe nedeniyle mümkün olmadığına vurgu yapılırken, eldeki verilerin (örneğin Voyager programı gibi görevlerden gelen bilgiler) gezegenlerin bileşimi ile iç basınç ve sıcaklıklarına dair tahminler içerdiği belirtiliyor. Laboratuvar deneyleri ise bu koşullarda suyun ve buzun nasıl davranabileceğini test etme fırsatı sunuyor.
Çalışmayı yürüten ekip, suyun yapısı farklıysa bunun yol açtığı kimyasal tepkimelerin de değişebileceğini; böylece Dünya’da görülmeyen kaya ve metal bileşiklerinin oluşma ihtimalinin de gündeme gelebileceğini kaydediyor. Araştırmaya göre bu bilgiler, hem diğer gezegenlerde yaşam ihtimalini değerlendiren modeller için hem de uzay araçlarının Güneş Sistemi’nde daha derine ilerlemesiyle karşılaşılabilecek koşulları öngörmek açısından değer taşıyor.
