
我們熟悉的冰有著規則的晶體結構,地球上凍結的冰也幾乎都以這種形式存在。但放眼整個宇宙,這種晶體冰反倒成了非主流的形態,而缺乏高度有序晶體結構的無定形冰才是冰在宇宙中最常見的結構。
90年前,當時的研究人員發現水蒸氣在-110℃的金屬表面凝華,形成了低密度無定形冰(密度為0.94g/cm3);20世紀80年代,科學家將普通的冰放置在接近-200℃的環境下壓縮,又發現了另一種高密度無定形冰(密度不低于1.13g/cm3)。在此之后,這兩種存在巨大密度差異的冰一直被認為是無定形冰的全部形態。但最近,英國倫敦大學學院Christoph G. Salzmann教授和Angelos Michaelides教授合作在《科學》雜志上發表一項新的研究:在-200℃下,將普通的冰和鋼球放入球磨機中,能夠制備出結構不同的中密度無定形冰(MDA)。
MDA的出現加深了科學家對天體運動的認識。由于在宇宙中極低的溫度下,冰不具備形成晶體所需的熱能,因此正如開頭所言,無定形冰在宇宙中十分常見。研究人員推測,MDA可能就存在于外太陽系的冰質衛星中。