普通行星結構
處于這樣極端環境當中的 物質都會非常奇怪,就比如水,處于固態與液態相交的狀態。
這時的水當中氧原子保持穩定狀態不動,氫原子則是表現的比平常 更加活躍,穩定的氧原子形成了緊密堆積的晶體格子,形成 固態冰。
固定下來的氧原子擴散當中的 質子,促使離子的導電率不斷攀升,超離子水就變得極容易導電,甚至超過金屬材質。
這種形態下的超離子水形成的固態,想要 融化它,至少要超過形成它時所產生的溫度。
為了進一步研究超離子水的 特性,科學家們又做了一場精密的實驗。
此前,由于 技術條件的限制,人類研究超離子水是通過激光加熱,使得水的溫度迅速升溫,簡單就將超離子水的特性下了判斷。
這一次,帶著更加 精密設備的科學家,決定自己制作一份超離子水。
考慮到制作的困難性,科學家采用了一顆只有1.5毫米寬的 水滴進行試驗。
水滴被兩顆金剛石包夾在當中,兩顆金剛石在 專門的儀器下能夠產生極高的壓強,模擬了行星內部的壓強環境。
在溫度上,科學家還是采用了傳統的 激光加熱,不同的是這一次加熱的控制精準度控制在納秒之內。
一切準備就緒之后,科學家將水滴放置在了特制的 試驗台上,六個高功率的激光同時對準水滴。
一旦實驗開始,六個激光輻射出的 能量能夠瞬間達到2000攝氏度,科學家通過觀察當中水分子的震動頻率,就可以得知水狀態的變化。
激光輻射出的 1納秒內,數據已經記錄在其中了,果不其然,水滴當中的原子在高溫當中,僅僅是 3到5納秒的時間,就已經重新組合排列,5納秒之后,水的震動頻率發生變化。
水分子的排列
正所謂科學的道路 永無止境,雖然證明了超離子水確實是存在的,但實驗人員Fried說:「通過觀察,我們可以確定物質狀態的邊界。」
對于超離子水的觀測僅僅是邁出了 第一步,在未來還有更多的難題等著科學家們去探索。
上世紀90年代,天文學家們對 氣態行星重新做了一個界定,因為天文學家們發現在天王星內部的氣體成分只有20%為氫氣。
這與木星等純正的氣態行星不同, 木星當中的氫氣含量高達90%以上,而天王星的主要組成部分是冰。
所以天文學家將這類主要由冰組成的巨行星踢出了氣態行星的行列,將它們成為 冰巨星。
冰巨星內部結構
冰巨星的表層主要還是以 氫氣為主,表層之下是永凍的冰層,冰的主要組成成分為水、甲烷等物質。
后來天文學家又對冰巨星當中的氫氣進行了研究,發現冰巨星的氫氣缺乏 金屬氫,成為又一重要的區分條件。
科學家表示,目前所知當中冰巨星星球的內部很有可能充滿了 超離子水,比如天王星。
天王星充滿了固態的水源,雖然 表面溫度低至零下200攝氏度,但是內核產生的高溫足以讓水變為超離子水。
隨著時間的推移,行星內部的超離子水會發生 對流的情況,最終整個內核都將充斥著超離子水。
人類無法抵達這些行星的內部,卻可以通過研究 相同的物質,揭開星河系氣態行星的秘密。
浩瀚又神秘的宇宙
甚至可以揭露,在天王星當中,究竟為何存在如此 強大的磁場。
天王星當中的磁場強度是地球的 50倍,此前科學家推測,一方面很有可能與它龐大的體型有關。
另一方面,可能是由于 電離對流熔融冰幔,厚重的冰層影響了天王星磁場的周轉變化。
隨著 超離子水探索的深入,也許會改變人類對天王星等冰巨星現有的看法。
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