A bolygók mélyének jelentősége
Mára több mint 6 000 exobolygót fedeztek fel, így egyre fontosabb megérteni a bolygók szerkezetét és fejlődését. A csillagászat, a bolygótudomány és a geológia kutatói közösen vizsgálják, hogyan jönnek létre a mágneses mezőket is formáló rejtett fizikai folyamatok. Ezek a vizsgálatok nemcsak a Földön kívüli bolygók, hanem saját rendszerünk holdjainak és bolygóinak belső titkait is feltárhatják. Másként fogalmazva: a mélyben zajló események nyomokat adhatnak arra, hogyan működnek ezek a világok, és akár arra is, hogy lehet-e rajtuk élet.
Forró jég és ismeretlen rétegek
Az Uránusz és a Neptunusz belsejében mérési adatok alapján furcsa, úgynevezett forró jég-rétegek találhatók. Ezek a rétegek a külső hidrogén- és hélium-atmoszféra, illetve a szilárd mag között helyezkednek el. Bár főként vízből, metánból és ammóniából állnak, ezek a vegyületek az elképzelhetetlen körülmények hatására merőben más, egzotikus formákat öltenek.
Számítógépes szimulációk az anyag határán
A Carnegie Tudományos Intézet kutatói számítógépes szimulációkat futtattak, hogy modellezzék ezeket a szélsőséges körülményeket. Olyan extrém értékekkel dolgoztak, mint az akár 30 millió atmoszférányi nyomás (kb. 3 000 gigapascal) és a 6 000 kelvin (nagyjából 10 340 Fahrenheit-fok) hőmérséklet. A szén–hidrogén vegyületet vizsgálva kvantumszintű szimulációk derítették ki: az anyag részben szilárd, részben folyékony állapotba kerül, amelyben a szén rendezett, spirális láncokat alkot, közöttük a hidrogénatomok szabadon spiráloznak.
Az anyag új arca: szuperionos fázis
A kutatások szerint ebben az új szuperionos fázisban a szén mozdulatlan kristályvázat képez, amelyben a hidrogénatomok szinte egy dimenzióban cikáznak. Ez a szerkezet különlegessé teszi a hő- és az elektromos vezetést. Másként fogalmazva, minden eddiginél pontosabb képet adhat a bolygók belső energia- és mágneses mezőinek forrásáról, valamint abban is segíthet, hogy más bolygókon hogyan terjednek ezek az áramlatok.
Túl a bolygókon: anyagtudomány forradalma
Emellett a felfedezés rámutat, hogy a legegyszerűbb elemek, mint a szén vagy a hidrogén, az univerzum legextrémebb helyein egészen váratlanul viselkedhetnek. A bolygókról alkotott elképzeléseinken túl a kutatás az anyagtudomány és a mérnöki fejlesztések számára is ígéretes utakat mutat, hiszen az ilyen irányított, újszerű szerkezeti viselkedés későbbi technológiai alkalmazását is lehetővé teheti.
