科学家创造奇异的“外太空”冰，不同于地球上的任何冰

作者：菜叶时间：2022-09-06 07:25

简介：寻找地球以外的生命通常侧重于首先寻找水，水是我们所知的生命的基础。无论水是气体、液体还是固体，它的存在

【菜叶百科解读】

　　寻找地球以外的生命通常侧重于首先寻找水，水是我们所知的生命的基础。无论水是气体、液体还是固体，它的存在和组成都可以告诉研究人员很多关于检测到它的行星、月球、彗星或小行星的信息，以及它是否可以支持生命存在。

科学家创造奇异的“无定形”冰，不同于地球上的任何冰.jpg

　　由于星际空间非常寒冷并且主要是真空，我们从其它星球上探测到的水通常是无定形冰的形式，这意味着它的原子结构不像地球上的冰那样整齐地排列成晶格。在像木卫二这样的冰体上或冥王星以外的柯伊伯带天体上，结晶和无定形冰相之间的转变是如何发生的，很难研究——除非你能在实验室中模拟外太空寒冷、黑暗的真空，在强辐射下。

　　这正是来自美国能源部（DOE）橡树岭国家实验室（ORNL）和位于加利福尼亚州帕萨迪纳市的NASA喷气推进实验室的科学家在 ORNL 散裂中子源（SNS）上开展的工作。他们将蓝宝石单晶盘的温度降低到 25 K（约负 414° F），将其置于真空室中，一次只加入几个分子——在这种情况下，是重水（D 2 O ）——到盘子里。然后他们观察了冰结构在最终形成结晶冰之前如何随温度变化而变化。该团队接下来计划通过用电子辐射轰击样本来模拟太阳系的冰体，以确定这如何影响冰结构。

科学家创造奇异的“无定形”冰.jpg

　　“该实验产生了一层无定形冰，类似于构成整个宇宙大部分水的冰。”ORNL 中子散射科学家 Chris Tulk 说。“这与可能在月球极冷的永久阴影区域、木星卫星欧罗巴的极地区域以及我们银河系恒星之间的物质（称为致密分子云）中形成的冰类型相同。虽然现在大部分冰可能已经在较温暖的天体上结晶，但较冷天体和深空的新鲜冰可能仍然是无定形的。”

　　科学家们希望回答诸如木卫二表面上有多少冰是木星磁场产生的带电粒子辐射的结果，木卫二表面的冰可能是无定形冰。

　　JPL高级研究科学家 Murthy Gudipati 说：“这些信息可以帮助我们更好地解释欧罗巴快船航天器的科学数据，并提供一些关于水冰如何在宇宙各个部分演化的线索。” “计划于 2024 年发射，木卫二快船任务的目标是通过研究木卫二的大气、表面和内部，包括可能支持生命存在的冰壳下的液态水，来评估木卫二的宜居性。”

美国宇航局伽利略号航天器于 1996 年拍摄的木星卫星欧罗巴上薄而破碎的冰壳的一小块区域的增强图像.jpg

　　该团队的初步实验是在 SNS 的散裂中子和压力（SNAP）衍射仪上进行的，这是一种通常用于高压实验的仪器，但科学家们将其配置为模拟太空的低压、极冷和高辐射环境。未来的实验将在 VISION 仪器上使用非弹性中子散射来研究无定形冰形成时的动力学。实验还将采用电子轰击来研究空间辐射环境中这些奇异冰形式的变化。

声明：本文内容仅代表作者个人观点，与本站立场无关。如有内容侵犯您的合法权益，请及时与我们联系，我们将第一时间安排处理