Un equipo de investigadores de la Universidad de Stanford ha capturado por primera vez la congelación, molécula por molécula, de una forma extraña y densa de agua llamada hielo VII, que se encuentra naturalmente en lunas heladas.
Además de ayudar a los científicos a comprender mejor estos mundos remotos, los hallazgos, publicados en Physical Review Letters, podrían revelar cómo el agua y otras sustancias experimentan transiciones de líquidos a sólidos. Aprender a manipular esas transiciones podría abrir el camino a producir materiales con propiedades exóticas.
«Estos experimentos con el agua son los primeros de su tipo – explica en un comunicado la autora principal del estudio, Arianna Gleason – . Esto nos ha permitido ser testigos de un cambio fundamental en la transición de una de las moléculas más abundantes en el universo”.
«Ha habido un gran número de estudios sobre el hielo porque todo el mundo quiere entender su comportamiento – añade la coautora Wendy Mao –. Lo que nuestro nuevo estudio demuestra, y que no se ha hecho antes, es la capacidad de ver la estructura del hielo en tiempo real”.
Esto fue posible gracias al Linac Coherent Light Source, el láser de rayos Xmás poderoso del mundo. El equipo de Gleason emitió un intenso láser de color verde en un pequeño objetivo que contenía una muestra de agua líquida. El láser instantáneamente generó una fuerza similar a un cohete que comprimió el agua a presiones 50,000 veces mayores a la de la atmósfera terrestre a nivel del mar.
A medida que el agua se compactaba, se obtuvieron imágenes cada femtosegundo (en un segundo hay mil billones de femtosegundos). Los datos obtenidos mostraron que el cambio de fase se produjo en apenas o 6 nanosegundos (la mil millonésima parte de un segundo). Sorprendentemente, durante este proceso, las moléculas de aguase unieron en forma de vara y no en esferas como se suponía.
La investigación sobre los hielos extraterrestres, incluyendo el hielo VII, ayudará a los científicos a modelar ambientes tan remotos como impactos de cometas, las estructuras internas de lunas potencialmente sustentadoras y llenas de agua como Europa de Júpiter y la dinámica de exoplanetas gigantescos, rocosos y oceánicos llamados super -Aires.
«Cualquier luna helada o planeta está íntimamente conectado a su superficie – concluyeGleason – . Aprender acerca de estos mundos helados nos ayudará a entender cómo se formaron los planetas en nuestro sistema solar y cómo al menos uno de ellos, hasta donde sabemos, llegó a tener todas las características necesarias para la vida”.
Juan Scaliter
