Verborgene Kristalle im Weltraumeis: Neue Erkenntnisse über kosmisches Eis

LONDON (IT BOLTWISE) – Ein internationales Forscherteam hat eine überraschende Entdeckung über das sogenannte ‘Weltraumeis’ gemacht, das auf Kometen, eisigen Monden und interstellarem Staub vorkommt. Diese Entdeckung könnte unser Verständnis von kosmischen Prozessen und der Rolle von Eis im Universum grundlegend verändern.

Die Vorstellung, dass das Eis im Weltraum eine völlig ungeordnete Struktur aufweist, wurde durch eine neue Studie von Wissenschaftlern des University College London und der Universität Cambridge infrage gestellt. Diese Forscher haben herausgefunden, dass das sogenannte amorphe Eis im All nicht nur aus einer zufälligen Anordnung von Molekülen besteht, sondern auch winzige Nanokristalle enthält. Diese Kristalle sind nur wenige Milliardstel Meter groß und könnten eine entscheidende Rolle in kosmischen Prozessen spielen.

Im Gegensatz zu irdischem Eis, das sich in einer geordneten Gitterstruktur formiert, glaubte man bisher, dass das Eis im Weltraum aufgrund der extrem niedrigen Temperaturen und des Vakuums keine Energie für eine solche Strukturierung besitzt. Die neuen Erkenntnisse zeigen jedoch, dass etwa 20 Prozent des simulierten Eises aus geordneten Nanokristallen bestehen, die in einer ungeordneten Matrix eingebettet sind. Diese Entdeckung könnte unser Verständnis von der Entstehung von Planeten und der Entwicklung von Galaxien erheblich beeinflussen.

Um die Simulationen zu bestätigen, stellten die Forscher verschiedene Arten von amorphem Eis in kryogenen Kammern her. Dabei wurde Wasser auf Oberflächen bei Temperaturen von -110 °C aufgebracht, um die Bedingungen im interstellaren Staub zu simulieren. Die Ergebnisse zeigten, dass die Kristallstruktur des Eises je nach Entstehungsprozess variierte, was darauf hindeutet, dass das Eis eine Art ‘Gedächtnis’ seiner Entstehung bewahrt.

Diese Entdeckung hat auch Auswirkungen auf die Theorie der Panspermie, die besagt, dass Kometen die ersten Aminosäuren zur Erde gebracht haben könnten. Da das Eis im Weltraum teilweise kristallin ist, könnten die Poren, die organische Moleküle speichern, weniger zahlreich sein als bisher angenommen. Dennoch könnten amorphe Bereiche im Eis weiterhin als Speicher für die Bausteine des Lebens dienen.

Die Ergebnisse der Studie könnten auch die Materialwissenschaften auf der Erde beeinflussen. Technologien wie Glasfaserkabel und pharmazeutische Tabletten basieren auf wirklich amorphen Feststoffen. Das Verständnis der Struktur von Weltraumeis könnte dazu beitragen, die Leistung dieser Materialien zu verbessern, indem unerwünschte Kristalle eliminiert werden.

Die Entdeckung eines mittel-dichten amorphen Eises, das der Dichte von flüssigem Wasser entspricht, erweitert das Spektrum der bekannten Eisarten. Forscher fragen sich nun, ob es eine wirklich kristallfreie Variante gibt oder ob immer eine gewisse Ordnung entsteht, wenn Wasser im Weltraum gefriert.

Zukünftige Untersuchungen werden sich darauf konzentrieren, ob die Größe und der Anteil dieser Nanokristalle von der Geschwindigkeit der Eisbildung, dem Vorhandensein von Salzen und organischen Stoffen oder der kosmischen Strahlung abhängen. Diese Erkenntnisse könnten Klimamodelle für eisige Monde verfeinern und die Planung von Missionen zur Nutzung von extraterrestrischem Eis als Treibstoff verbessern.

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