Acqua congelata nello spazio: una nuova scoperta sorprendente
Un recente studio ha rivelato che l’acqua congelata nello spazio non si comporta come pensavamo. Attraverso simulazioni al computer ed esperimenti, i ricercatori hanno esplorato la forma più comune che l’acqua assume nell’Universo, scoprendo che non è così priva di struttura come si credeva. Al contrario, sembra che piccoli cristalli, di pochi nanometri, siano incorporati in un ammasso congelato di molecole.
Questa scoperta è sorprendente poiché si pensava che lo spazio fosse troppo freddo perché i cristalli di ghiaccio avessero l’energia necessaria per formarsi. “Ora abbiamo una buona idea di come appare la forma più comune di ghiaccio nell’Universo a livello atomico”, afferma il fisico Michael Benedict Davies dell’University College London e dell’Università di Cambridge nel Regno Unito. Questo è importante poiché il ghiaccio è coinvolto in molti processi cosmologici, come la formazione dei pianeti, l’evoluzione delle galassie e il movimento della materia nell’Universo.
La strana natura dell’acqua
L’acqua, nonostante la sua importanza per la vita sulla Terra, è una sostanza piuttosto strana. Non si comporta come altri liquidi e gli scienziati hanno identificato almeno 20 fasi distinte che assume in varie condizioni di congelamento. In generale, il ghiaccio d’acqua si divide in due categorie principali. Il ghiaccio cristallino è quello che abbiamo qui sulla Terra, dove gli atomi sono disposti in un reticolo cristallino ordinato. Nello spazio, si pensava che il ghiaccio fosse amorfo: un agglomerato congelato di atomi disposti in modo disordinato.
Simulazioni e esperimenti
Tuttavia, alcune analisi suggeriscono che almeno alcune forme di ghiaccio amorfo potrebbero essere parzialmente cristalline. Per indagare, Davies e i suoi colleghi hanno condotto simulazioni al computer e esperimenti. Le simulazioni hanno coinvolto il congelamento di contenitori virtuali di molecole d’acqua a temperature intorno a -120 gradi Celsius (-184 gradi Fahrenheit) a diverse velocità. Diverse velocità di congelamento producono solidi in proporzioni variabili di ghiaccio amorfo e cristallino, dove parte del ghiaccio è disposto in griglie ordinate e parte no.
Esperimenti precedenti hanno utilizzato raggi X per analizzare la struttura del ghiaccio amorfo, osservando come i raggi rimbalzano all’interno del materiale. I risultati del team hanno mostrato che la proporzione che meglio corrisponde a questi esperimenti era circa il 20% cristallina e l’80% amorfa.
Creazione di ghiaccio amorfo
Nei loro esperimenti, i ricercatori hanno creato ghiaccio amorfo in modi diversi. Nello spazio, l’acqua non ha una forma liquida, congelandosi direttamente dal vapore su superfici come le rocce. Per imitare questo processo, i ricercatori hanno depositato vapore acqueo su una superficie fredda per congelarlo. Hanno anche frantumato il ghiaccio a temperature estremamente basse per creare una forma di ghiaccio amorfo a densità più elevata. Successivamente, i ricercatori hanno riscaldato ciascun tipo di ghiaccio fino al punto in cui avrebbe avuto abbastanza energia per formare strutture cristalline.
Fonte: Science Alert
