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极端条件下超离子冰结构明晰 为冰巨星磁场与内部探秘添砖

时间:2026-09-17 11:05:43来源:互联网编辑:快讯

在实验室模拟的极端环境下,科学家首次成功解析了一种特殊冰体——超离子冰的晶体构造。这项突破性研究为理解冰巨星内部机制提供了关键线索,相关成果已发表于国际权威物理学期刊。

天王星与海王星等行星深处蕴藏着大量非常规形态的冰物质。这些冰体在极端高温高压环境中呈现出独特物理状态:氧原子被禁锢在固态晶格框架内,而氢原子核却能像液态般自由流动。这种特殊状态使冰体具备导电能力,但此前科学界始终未能明确其晶体结构特征。

研究团队采用金刚石压砧装置构建实验环境,通过两颗对顶金刚石对样品施加高达230吉帕的压强(相当于地球大气压的230万倍),同时配合激光加热技术使温度突破1527℃临界值。这种技术组合能够在实验室条件下复现行星内部极端环境。

借助欧洲同步辐射设施的X射线衍射技术,科研人员观测到氧原子在高压高温下形成六方密堆积结构。这种原子排列方式与常规冰体存在本质差异,证实超离子冰在极端条件下呈现六方晶系特征,而非此前推测的面心立方结构。

导电特性研究显示,这种特殊冰体的电流传导机制可能重塑行星磁场形成理论。传统认知认为行星磁场源于核心部位的发电机效应,但新发现表明冰巨星磁场可能由较浅层超离子冰的电流活动产生。这种解释与航天器探测到的磁场偏移现象高度吻合,暗示行星内部结构认知或将迎来重大修正。

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