Cientistas tentaram recriar o gelo uraniano e netuniano. Aqui está o que aconteceu
Em 2018, os cientistas confirmaram a existência de gelo superiónico – uma estranha fase de água que é parte sólida e parte líquida, presa numa rede cúbica com átomos de hidrogénio em movimento livre. Os cientistas acreditam que este gelo vive nas profundezas de Urano e Netuno. Então, eles tentaram recriar esse gelo na Terra. Deixe a física estranha.
Escusado será dizer que as condições nas profundezas dos planetas gigantes de gelo são as mais extremas possíveis. Para simular este ambiente, os físicos usaram raios X síncrotron para trazer temperaturas tão altas quanto 4.274 graus Fahrenheit (2.357 graus Celsius) e pressões até dois milhões de vezes a pressão atmosférica da Terra ao nível do mar, relatando suas descobertas em um estudo recente na Physical Review Letters. O que eles acabaram obtendo foi uma forma de superiônico que havia sido “repetidamente prevista por estudos teóricos”, de acordo com uma coluna anexa à Sinopse.
“A exploração do diagrama de fases da água gelada sob pressão impulsionou continuamente desenvolvimentos experimentais de ponta ao longo do século passado”, escreveu no artigo a equipe, que inclui o físico Alexis Forestier, da Universidade Paris-Saclay, na França.
Gelo, mas chique
Até agora, os cientistas descobriram um total de 22 tipos de gelo, sendo o mais recente o gelo XXI em 2025. (Este número inclui o gelo Iha mesma coisa que os cubos do seu café gelado e a neve no topo das montanhas.) Simplesmente falando, as variações na pressão e na temperatura empurram a água para formas cristalinas distintas, e a maioria só foi criada e observada em ambientes de laboratório.
Ao forjar estas formas de gelo, os cientistas podem então usar as suas observações para calcular a natureza do gelo noutros locais – nomeadamente, objetos cósmicos distantes dentro e fora do sistema solar. Para esta experiência específica, a equipa explorou previsões sobre o gelo X, que trabalhos anteriores sugeriam que entraria num estado superiónico que “estende a estabilidade do gelo na temperatura, tornando este estado diretamente relevante para os interiores planetários dos gigantes gelados”, de acordo com o artigo.
Literalmente super gelo
Novamente, estes tipos especiais de gelo só existem sob condições extremas. A equipe esguichou água ultrapura em uma célula feita de diamantes, espremendo a célula de diamante enquanto a atingia com lasers de raios X. Durante duas sessões, os pesquisadores acompanharam de perto as pequenas mudanças no arranjo molecular do cristal de água. O cristal começou a exibir comportamento superiônico – conforme previsto pelo trabalho teórico – acima de cerca de 2.780 graus F (1.526 graus C) e 200 gigapascais.
Aqui está o que ficou estranho. À medida que mais e mais pressão e calor eram aplicados à célula, os cristais de gelo saltavam de uma configuração para outra e acabavam por se alinhar perfeitamente com as teorias anteriores sobre o gelo superiónico.
Segundo o artigo, o processo se assemelha ao comportamento de gases nobres comprimidos, enquanto o cristal resultante tinha uma geometria hexagonal compacta. Nesta configuração, a rede é composta por átomos de oxigênio, enquanto os átomos de hidrogênio se movem livremente através das moléculas.
Dito isto, provavelmente serão necessárias décadas de avanços científicos – se não mais – para provar irrefutavelmente que o gelo em Netuno ou Urano é assim. Isso é algo que a equipe reconhece no artigo, onde os pesquisadores convidam futuros trabalhos teóricos sobre a plasticidade e condutividade do gelo superiônico. No mínimo, esses insights guiarão nossos modelos de como funcionam os objetos cósmicos gelados, acrescentaram.
