Kosmiczny lód mniej chaotyczny. Nowe badania zmieniają nasze wyobrażenia o wodzie w kosmosie
Najświeższe wyniki badań wskazują, że lód obecny na kometach i księżycach lodowych nie jest tak bezładny, jak sądzono, lecz posiada drobną, krystaliczną strukturę. Może ona odgrywać kluczową rolę w procesie formowania planet oraz migracji cząsteczek organicznych.
Przez lata naukowcy uważali, że najbardziej powszechny lód we Wszechświecie to tzw. lód amorficzny, czyli pozbawiony struktury, przypominający zamarzniętą ciecz. Najnowsze badania zespołu z University College London (UCL) i Uniwersytetu w Cambridge pokazują jednak coś innego. Kosmiczny lód zawiera maleńkie kryształy. A to może mieć duże znaczenie dla zrozumienia procesów zachodzących w przestrzeni międzygwiezdnej - od powstawania planet po przemieszczanie się cząsteczek życia.
Lód w kosmosie jednak z kryształami
Naukowcy analizowali tzw. lód amorficzny niskiej gęstości, który występuje m.in. na kometach i lodowych księżycach. Z symulacji komputerowych i analiz wcześniejszych danych wynika, że nie jest on całkowicie bezładny. Zawiera drobne kryształki o średnicy zaledwie kilku nanometrów, czyli większe od cząsteczek DNA, ale nadal bardzo małe.
- To ważne, bo lód odgrywa kluczową rolę w formowaniu planet i przemieszczaniu się materii w kosmosie - mówi Michael B. Davies, który wykonywał badania w ramach swojego doktoratu.
Nowe ustalenia mają znaczenie także dla jednej z teorii powstania życia na Ziemi, według której życie mogło trafić na naszą planetę na pokładzie komety. Zakładano, że lód amorficzny chronił cząsteczki życia, takie jak aminokwasy, podczas podróży przez kosmos.
Ale jeśli ten lód nie jest aż tak porowaty, jak myślano, to jego zdolność do przechowywania takich cząsteczek może być mniejsza. - Wciąż możliwe, że życie przybyło do nas z kosmosu, ale nasze wyniki wskazują, że taki lód mógł nie być idealnym nośnikiem - mówi Davies.
Zapis przeszłości w lodzie
Co ciekawe, naukowcy odkryli też, że struktura lodu zależy od tego, jak i jak szybko powstawał. Gdy różne jego rodzaje były podgrzewane, tworzyły się różne układy kryształów. To sugeruje, że początkowy lód nie był zupełnie chaotyczny. Czyli zawierał swego rodzaju "zapis" powstawania.
- Lód w kosmosie przez lata uznawano za zamrożoną wersję wody w stanie ciekłym - mówi prof. Christoph Salzmann z UCL. - Nasze badania pokazują, że jest w nim więcej porządku, niż sądziliśmy.
Modele komputerowe pokazały, że najlepiej z rzeczywistością zgadzają się struktury, w których do 25 proc. objętości stanowią kryształy. To pozwala lepiej zrozumieć wodę, nie tylko w kosmosie, ale i na Ziemi. - Woda to podstawa życia, ale wciąż nie wiemy o niej wszystkiego - podsumowuje prof. Angelos Michaelides z Uniwersytetu w Cambridge.
Źródło: University College London
Publikacja: Michael Benedict Davies et al, Low-density amorphous ice contains crystalline ice grains, Physical Review B (2025). DOI: 10.1103/PhysRevB.112.024203 , journals.aps.org/prb/abstract/ … /PhysRevB.112.024203
