وسواء كان الماء غازا أو سائلا أو صلبا، فإن وجوده وتكوينه يمكن أن يخبر العلماء الكثير عن الكوكب أو القمر أو المذنب أو الكويكب الذي تم اكتشافه عليه، وما إذا كان يمكن أن يدعم الحياة.
ونظرا لأن الفضاء بين النجوم شديد البرودة وهو فراغ في المقام الأول، فإن الماء الذي نكتشفه من الأرض يكون عادة على شكل جليد غير متبلور، ما يعني أن تركيبته الذرية ليست مرتبة بدقة في شبكة بلورية مثل الجليد على الأرض.
ومن الصعب دراسة كيف يحدث الانتقال بين أطوار الجليد البلوري وغير المتبلور على أجسام جليدية مثل قمر أوروبا أو أجسام حزام كويبر خارج بلوتو، إلا إذا كنت تستطيع محاكاة الفراغ البارد المظلم للفضاء الخارجي، تحت إشعاع شديد، في المختبر.
وهذا هو بالضبط ما يعمل عليه العلماء من مختبر أوك ريدج الوطني التابع لوزارة الطاقة الأمريكية (ORNL) ومختبر الدفع النفاث التابع لناسا في باسادينا، كاليفورنيا، في ORNL Spallation Neutron Source.
وقاموا بتخفيض درجة حرارة صفيحة واحدة من الياقوت البلوري إلى 25 كلفن (نحو 414 درجة فهرنهايت تحت الصفر)، ووضعوها في حجرة مفرغة، وأضفوا القليل من الجزيئات في وقت الماء، في هذه الحالة الماء الثقيل (D2O)، على الطبق.
ثم لاحظوا كيف تغيرت بنية الجليد بدرجات حرارة متفاوتة قبل أن تتشكل أخيرا جليدا بلوريا. ويخطط الفريق بعد ذلك لمحاكاة الأجسام الجليدية للنظام الشمسي عن طريق قصف العينة بالإشعاع الإلكتروني لتحديد كيفية تأثير ذلك على بنية الجليد.
وقال كريس تولك، عالم تشتت النيوترونات في ORNL: "أنتجت التجربة طبقة من الجليد غير المتبلور تشبه الجليد الذي يشكل معظم الماء في جميع أنحاء الكون. وهذا هو نفس النوع من الجليد الذي يمكن أن يكون تشكل في مناطق القمر شديدة البرودة المظللة بشكل دائم، وفي المناطق القطبية لقمر المشتري أوروبا، وداخل المواد الموجودة بين النجوم في مجرتنا، والمعروفة باسم السحب الجزيئية الكثيفة. وربما تبلور الكثير من الجليد الآن على الأجسام الأكثر دفئا، ومن المحتمل أن الجليد الطازج على الأجسام الباردة وفي الفضاء السحيق ما يزال غير متبلور".
ويأمل العلماء في الإجابة عن أسئلة مثل مقدار الجليد الموجود على سطح القمر أوروبا، ثاني أصغر أقمار كوكب المشتري، ويمكن أن يكون جليدا غير متبلور نتيجة تشعيع السطح بواسطة الجسيمات المشحونة التي ينتجها المجال المغناطيسي للمشتري.
وقال مورثي جوديباتي، كبير الباحثين في مختبر الدفع النفاث: "يمكن أن تساعدنا هذه المعلومات في تفسير البيانات العلمية من مركبة الفضاء كليبر بشكل أفضل، كما تقدم بعض القرائن حول كيفية تطور الجليد المائي في أجزاء مختلفة من الكون. ومع تحديد موعد الإطلاق في عام 2024، فإن الهدف من مهمة كليبر هو تقييم قابلية أوروبا للسكن من خلال دراسة غلافه الجوي وسطحه وداخله، بما في ذلك الماء السائل تحت القشرة الجليدية التي يمكن أن تدعم الحياة."
المصدر: phys.org
