Uma forma de gelo produzida em laboratório apresenta propriedades que podem ajudar a explicar os campos magnéticos incomuns de Urano e Netuno. A descoberta ocorreu em um experimento que submeteu moléculas de água a condições semelhantes às encontradas nesses planetas.
Os campos magnéticos de Urano e Netuno se distinguem dos observados na Terra, em Saturno e em Júpiter. Em vez de apresentarem uma separação clara entre os polos sul e norte, eles são inclinados e descentralizados. Em relação aos eixos de rotação, a inclinação dos polos magnéticos é de 47 graus em Netuno e 59 graus em Urano. A intensidade também varia ao longo da superfície dos planetas.
Água sob pressão extrema
Para reproduzir parte das condições internas dos dois gigantes de gelo, os cientistas usaram uma bigorna de diamante. O equipamento comprimiu moléculas de água a 230 gigapascais, pressão equivalente a mais de 2 milhões de vezes a pressão atmosférica da Terra no nível do mar. Um laser aqueceu as amostras até temperaturas em torno de 1,5 mil graus Celsius.
O procedimento revelou um arranjo dos átomos de oxigênio chamado hexagonal compacto, ou hcp. Essa configuração integra uma fase super iônica da água: o oxigênio permanece em uma rede cristalina fixa, enquanto os íons de hidrogênio se movimentam como um líquido. Assim, o material permanece simultaneamente nos estados sólido e líquido e apresenta maior condução elétrica do que outras formas de gelo.
As moléculas de água têm dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio. Em condições comuns de baixa temperatura, elas formam uma estrutura geométrica hexagonal, semelhante a uma colmeia. Sob combinações específicas de pressão e temperatura, porém, os cristais podem assumir cerca de 20 configurações diferentes.
Possível relação com os campos magnéticos
O gelo super iônico foi previsto pela ciência nos anos 1980 e teve sua existência comprovada em 2019. A hipótese associada à nova pesquisa é que os campos magnéticos de Urano e Netuno possam surgir do fluxo de cargas elétricas na água super iônica próxima da superfície, e não do núcleo, como ocorre na Terra.
Os pesquisadores ainda precisam investigar o comportamento elétrico e mecânico desse material. A capacidade de gerar um campo magnético dependeria tanto do fluxo de cargas quanto da maneira como o gelo se deforma sob as altas pressões e temperaturas do interior dos planetas.
