Un tipo de hielo más caliente que la superficie del Sol es un nuevo estado de la materia, indica estudio

Cuando pensamos en temperaturas bajas, lo que se nos viene a la mente es hielo. Aunque el hielo para nosotros sea una cosa “fría”, ciertas condiciones pueden puede hacer que el hielo permanezca sólido y a su vez alcance temperaturas incluso más elevadas que la superficie del Sol. A lo largo de todo el sistema solar y más allá, las temperaturas y presiones extremas pueden proporcionar el escenario perfecto a estas rarezas de la naturaleza.

Este tipo de hielo de agua se llama “hielo superiónico” y se ha agregado a la lista de más de una docena de fases que el agua puede formar estructuralmente, incluidos hielo, líquido y vapor. Anteriormente, el hielo superiónico solo se había vislumbrado en un breve instante cuando los científicos enviaron una onda de choque a través de una gota de agua, pero en un nuevo estudio publicado en Nature Physics, los científicos encontraron una manera de crear, mantener y examinar el hielo de forma fiable, lo que permitió poder estudiarlo.

“Fue una sorpresa: todo el mundo pensaba que esta fase no aparecería hasta que se estuviera a presiones mucho más altas que las que encontramos por primera vez”, dijo en un comunicado el coautor del estudio, Vitali Prakapenka y profesor de investigación de la Universidad de Chicago. “Pero pudimos cartografiar con gran precisión las propiedades de este nuevo hielo, que constituye una nueva fase de la materia, gracias a varias herramientas potentes”.

Este tipo de hielo se forma a temperaturas y presiones extremadamente altas, como las del interior de Neptuno y Urano, por lo tanto, se cree que el hielo superiónico se encontraría naturalmente en estos planetas, así como en otros planetas gigantes de hielo más allá del Sistema Solar. Dado que no podemos realizar un viaje a uno de estos mundos para averiguarlo, lo que se hace es recrear las condiciones en laboratorio.

Para conocer lo que ocurre en estas condiciones extremas sin salir de casa, el equipo utilizó la Fuente de Fotones Avanzada (APS), un acelerador masivo que lleva a los electrones a velocidades extremadamente altas, cercanas a la de la luz, para generar brillantes haces de rayos X. Aprietan sus muestras entre dos piezas de diamante -la sustancia más dura de la Tierra- para simular las intensas presiones, y luego disparan láseres a través de los diamantes para calentar la muestra. Por último, envían un haz de rayos X a través de la muestra y reconstruyen la disposición de los átomos en su interior basándose en la dispersión de los rayos X en la muestra, se explica en el comunicado.

Cuando observaron la estructura del hielo, los investigadores se dieron cuenta de que tenía una nueva fase en sus manos. “Imagínese un cubo, un entramado con átomos de oxígeno en las esquinas conectados por hidrógeno”, dijo Prakapenka. En otras palabras, es como una red sólida de oxígeno asentada en un océano de átomos de hidrógeno flotantes, lo que lo vuelve menos denso que el hielo normal, pero significativamente más oscuro.

Si bien, aún no se ha explorado toda la gama de propiedades químicas y físicas del hielo superiónico, nos podría ser muy útil a la hora de buscar vida extraterrestre. Las propiedades de estos hielos juegan un papel en los campos magnéticos de un planeta, que tienen un gran impacto en su capacidad para albergar vida. Además, comprender esta nueva fase de la materia, es importante para conocer la formación de los planetas donde existan estas condiciones extremas, similares a las de Neptuno y Urano, y otros planetas fríos y rocosos.

El estudio se detalla en un artículo publicado en publicado en Nature Physics.