Neue Erkenntnisse über das Verhalten von Weltraumeis

LONDON (IT BOLTWISE) – Wissenschaftler haben kürzlich herausgefunden, dass das sogenannte ‘Weltraumeis’ weniger wie Wasser ist als bisher angenommen. Diese Entdeckung könnte weitreichende Auswirkungen auf unser Verständnis von kosmischen Prozessen haben.

In einer neuen Studie haben Forscher der University College London und der University of Cambridge herausgefunden, dass das sogenannte ‘Weltraumeis’ nicht so ungeordnet ist, wie man bisher dachte. Bisher ging man davon aus, dass das Eis im Weltraum amorph ist, also keine feste Struktur besitzt. Die neuen Erkenntnisse zeigen jedoch, dass es winzige Kristalle enthält, die etwa drei Nanometer breit sind, was etwas breiter ist als ein einzelner DNA-Strang.

Diese Entdeckung ist von großer Bedeutung, da Eis eine zentrale Rolle in vielen kosmologischen Prozessen spielt, wie der Bildung von Planeten, der Entwicklung von Galaxien und der Bewegung von Materie im Universum. Die Ergebnisse der Studie, die in Physical Review B veröffentlicht wurde, werfen auch ein neues Licht auf die Theorie der Panspermie, die besagt, dass die Bausteine des Lebens auf einem Eis-Kometen zur Erde gebracht wurden.

Dr. Michael B. Davies, der die Studie im Rahmen seiner Promotion an der UCL Physics & Astronomy und der University of Cambridge durchführte, erklärte, dass das Eis im Universum weniger Platz für die Einbettung von Lebensbausteinen bietet, da es teilweise kristallin ist. Dennoch könnten amorphe Bereiche im Eis diese Moleküle speichern und transportieren.

Professor Christoph Salzmann von der UCL Chemistry betonte, dass Eis auf der Erde aufgrund der warmen Temperaturen eine kosmologische Kuriosität darstellt. Die geordnete Natur des Eises zeigt sich in der Symmetrie eines Schneeflockens. Im Gegensatz dazu wurde Eis im Rest des Universums lange als Momentaufnahme von flüssigem Wasser betrachtet, das in einer ungeordneten Anordnung fixiert ist. Die neuen Erkenntnisse zeigen, dass dies nicht ganz zutrifft.

Die Forscher verwendeten zwei Computermodelle von Wasser, um diese Erkenntnisse zu gewinnen. Sie froren virtuelle ‘Boxen’ von Wassermolekülen ein, indem sie sie auf -120 Grad Celsius abkühlten. Die unterschiedlichen Abkühlraten führten zu unterschiedlichen Anteilen von kristallinem und amorphem Eis. Sie fanden heraus, dass Eis, das bis zu 20 % kristallin war, am besten mit der Struktur von niedrigdichtem amorphem Eis übereinstimmte, wie es in Röntgenbeugungsstudien gefunden wurde.

Diese Forschungsergebnisse werfen viele weitere Fragen über die Natur amorpher Eise auf, zum Beispiel, ob die Größe der Kristalle je nach Entstehungsweise des amorphen Eises variiert und ob ein wirklich amorphes Eis möglich ist. Die Entdeckung von mitteldichtem amorphem Eis im Jahr 2023, das die gleiche Dichte wie flüssiges Wasser hat, könnte ebenfalls neue Einblicke in die Anomalien von Wasser bieten.

Dr. Davies betonte, dass Eis im Weltraum ein leistungsfähiges Material sein könnte, das Raumfahrzeuge vor Strahlung schützt oder als Treibstoff in Form von Wasserstoff und Sauerstoff dient. Daher ist es wichtig, die verschiedenen Formen und Eigenschaften von Eis zu kennen.

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