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2025-07-10 00:57:00
UCLとケンブリッジの研究により、スペースアイスは完全にアモルファではなく、結晶の最大25%が含まれていることが明らかになりました。 (NASA)
この間、科学者は、宇宙で形成された氷がアモルファの完全な構造を持っていると考えています。しかし、ロンドン大学(UCL)とケンブリッジ大学の研究チームの最新の研究が明らかにしました 宇宙空間 限られた量であっても、結晶構造を持つことができることがわかります。
「初めて、原子レベルで宇宙で最も一般的な氷の形態がどのように氷の形をとっているのかを明確に把握しています」と、UCLとケンブリッジの主要研究者であるマイケル・B・デイビスは述べています。
地球上の氷と宇宙の氷
地球上では、比較的暖かい温度により、水分子が通常の結晶構造を形成することができます。そのため、雪のフレークには独特の美しいパターンがあります。しかし、宇宙では、温度は摂氏-100〜 -200度に達する可能性があり、これまでのところ、極端な条件で形成された氷は、分子のきちんとしたパターンや組成なしではアモルファであると考えられています。
たとえば、エンケラドゥスの月からの水蒸気は 土星 それは空に噴出し、凍りついて雪のように落ちます。古い理論によると、この雪は地球上の雪のような結晶構造を持っていません。しかし、新しい研究の結果は、アモルファ氷の最大25%が小さな結晶を含むことが判明したことを示しています。
実験のシミュレーションと証拠
Davisチームは、2つの異なるシナリオでコンピューターシミュレーションを使用して水を凍結しました。
最初のシミュレーションは徐々に水を冷却し、わずか3ナノメートルしか測定しない最大20%の結晶を含む氷を生成します。
2番目のシミュレーションは、通常の氷構造から始まり、その後分子を乱し、結果には結晶の最大25%が含まれています。
次に、これらの発見は、X線回折を使用した実際の実験を通じてテストされ、結果はシミュレーションと一致していました。チームはまた、アモルファの氷の「募集」に成功し、最終的な結晶形がアモルファの氷の形成方法に依存することを発見しました – 最初から残りの結晶の痕跡を複製します。
探査と生命の起源への影響
デイビスによると、氷の構造を理解することは、惑星の形成、銀河の進化、宇宙の物質がどのように動くかを含む宇宙論の文脈で非常に重要です。さらに、氷は、水素や酸素からの放射線保護装置や燃料源など、空間の機能的な材料になります。
この発見は、地球上の生命の起源の理論にも影響をもたらしました。これは、宇宙からの氷の塵によって有機物がもたらされる可能性があると述べています。ただし、氷がほとんど結晶である場合、有機分子が巻き込まれるスペースが少なくなります。
「部分的に結晶である構造は、生命の構成材料を貯蔵するためのスペースが少ない」とデイビスは説明した。 「しかし、これらの分子を保管する場所として機能することができる氷の中には、まだアモルファの一部があります。」 (スペース/Z-2)
#科学者は結晶を含む宇宙氷を見つけます