💧 Se descubre una nueva fase del agua, y es la más extendida en nuestro Sistema Solar
El agua superiónica se manifiesta únicamente bajo condiciones extremas, con temperaturas de varios miles de grados y presiones que superan el millón de atmósferas. En este estado, los átomos de oxígeno forman una red cristalina rígida, mientras que los iones de hidrógeno se mueven libremente, permitiendo que la electricidad fluya. Esto la convierte en un elemento fundamental para interpretar los campos magnéticos particulares observados alrededor de ciertos planetas.
Representación esquemática de la estructura microscópica del agua superiónica, donde los átomos de oxígeno forman una red cristalina sólida y los iones de hidrógeno se mueven libremente. Este estado extremo, recreado con láseres potentes, es típico de los interiores planetarios.
Crédito: Greg Stewart / SLAC National Accelerator Laboratory
Hasta hace poco, los científicos pensaban que el agua superiónica adoptaba una estructura atómica simple, como una disposición cúbica ordenada. Nuevos trabajos publicados en Nature Communications indican que su realidad es mucho más matizada. En lugar de un patrón único, combina regiones cúbicas y capas hexagonales, creando una mezcla desordenada. Esta hibridación se ha detectado gracias a mediciones precisas con láseres de rayos X avanzados.
Para alcanzar estos resultados, se llevaron a cabo dos experimentos mayores en instalaciones como el LCLS en Estados Unidos y el European XFEL en Europa. Los investigadores comprimieron el agua a más de 1,5 millones de atmósferas y la calentaron a miles de grados, capturando instantáneas de su estructura en unas billonésimas de segundo. Estas condiciones reproducen las que se encuentran en las profundidades de los planetas gigantes.
Estos datos se corresponden estrechamente con las simulaciones por computadora más recientes y muestran que el agua superiónica puede adoptar varias formas estructurales. Este comportamiento recuerda al del hielo ordinario, que existe en numerosos cristales según la temperatura y la presión. Así, el agua, a pesar de su aparente simplicidad, sigue sorprendiendo por su diversidad estructural en entornos extremos.
La comprensión de esta agua superiónica mejora los modelos planetarios, en particular para Urano y Neptuno. Al explicar mejor la conductividad eléctrica, ayuda a interpretar sus campos magnéticos atípicos. Estos planetas, ricos en agua, podrían albergar esta fase en gran cantidad, lo que la convierte potencialmente en la forma de agua más extendida en el Sistema Solar.
Más de sesenta científicos de Europa y Estados Unidos colaboraron en este proyecto, apoyado por agencias de investigación alemanas y francesas. Sus trabajos abren el camino a una mejor apreciación de la composición de exoplanetas similares.