Un equipo de físicos descubrió una nueva fase del agua que podría existir fuera de la Tierra, en lunas o en planetas distantes. Lo ha hecho gracias a hallar el Hielo-VIIt y creándolo de forma tetragonal.
El estudio fue realizado al poner hielo común bajo una presión muy alta, derretirlo y dejar que se volviera a congelar. Los hallazgos fueron publicados en Physical Review B y confirmaron que este hielo no puede existir en la superficie de nuestro planeta.
El Hielo-VIIt tiene una simetría tetragonal, a diferencia de la estructura cúbica de la fase de hielo de la que se forma, el Hielo-VII. Esa estructura tetragonal también diferencia al Hielo-VIIt de la simetría hexagonal del hielo de agua natural, conocido como Hielo-I, lo que significa que su estructura cristalina parece un prisma rectangular en lugar de un cubo.
Zachary Grande, físico de la Universidad de Nevada en Las Vegas y autor principal del estudio, habló sobre la investigación con Gizmodo a través de correo electrónico, y explicó: “La comunidad que estudia el hielo ha sido muy firme en que el hielo cúbico-VII es la fase dominante a alta presión. Pero pudimos usar nuestra nueva técnica para obtener mediciones mucho más precisas que nadie antes, lo que nos permitió observar esta sutil transición cuántica”.
¿Cómo lograron el hielo tetragonal?
Los investigadores congelaron una muestra de agua bajo una celda de yunque de diamante, que presionó las moléculas de agua entre dos diamantes.
Usaron un láser para derretir brevemente la muestra antes de permitir que se congelara de nuevo en una nueva configuración. Aplastando la muestra a presiones similares a las del centro de la Tierra, forzaron la conversión de Hielo-VII en Hielo-VIIt.
Grande detalló que la fase recién descubierta era lo suficientemente similar a Hielo-VII como para recibir un nombre similar.
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Ashkan Salamat, también físico de la UNLV y coautor de la investigación, compartió: “Es la pieza que faltaba y las mediciones más precisas jamás realizadas en el agua en estas condiciones. El trabajo de Zach ha demostrado que esta transformación a un estado iónico ocurre a presiones mucho, mucho más bajas de lo que nunca se pensó”.
La publicación también puntualizó que el Hielo-VIIt puede ocurrir naturalmente en el manto terrestre. Explican que, aunque el interior de nuestro planeta está caliente, los hielos de alta presión como el Hielo-VIIt tienen puntos de fusión más altos.
En lugar de descongelarse a 0 ºC, se necesitan 727 grados centígrados para hacer que la rara fase de hielo se licúe. Luego, el VIIt pasa a una fase que ocurrirá a solo un tercio de la presión que los físicos pensaron que era necesaria. La fase se domina Hielo-X, y para grande, tenía “más implicaciones extraterrestres” que la fase VIIt.
“Los astrónomos deberán reevaluar el suministro de agua en muchos de los grandes exoplanetas que se han descubierto en los últimos años”, concluyó el autor.