科學界創舉 60億分之1秒拍下水結成「外星冰」

科學家拍出「外星冰」(ice VII)。(圖/示意圖達志影像

國際中心綜合報導

美國史丹佛大研究人員日前在新一期《物理學評論通訊》(Physical Review Letters)中表示,他們首次在實驗室拍下地球上的水冷凝成「外星冰」(ice VII)的過程,成爲科學界創舉。

在一般情況下,水只能以一種方式結晶,無論是在冰箱冰川,都會冷凝成六方體晶體結構的冰,然而在兩個冰凍行星相撞等外星高壓環境中,就可能會產生立方體晶體結構的「外星冰」,科學家認爲,土星最大的衛星泰坦上即有大量「外星冰」的存在。

土衛六泰坦可能存在大量「外星冰」。(圖/翻攝自NASA官網

研究人員在實驗中使用世界上最強大的X射線雷射器,在一個含有液態水樣本的小目標發射綠色強烈雷射,蒸發目標表面金剛石層,產生強大沖擊波,以超過海平面大氣壓5萬倍的強壓壓縮液態水樣本,同時,再使用另一臺儀器射出第二道激光,形成一系列持續千萬億分之一秒的脈衝,以類似相機閃光拍照的原理拍下液態水在超高壓下形成「外星冰」的過程,而這段從液態水到「外星冰」的相變過程總共只花了6納秒(1納秒爲10億分之一秒)。

針對研究結果,史丹佛大學學者亞麗安娜(Arianna Gleason)表示,「瞭解這些冰體內部空間將有助於理解太陽能系統中的世界如何形成,也可幫助人們更認識水在地球以外的星體上的各種形態成因」。

▼ 水的相變過程。(圖/達志/示意圖)