Quello di Nettuno è ventisette volte più potente di quello della Terra mentre quello di Urano è variabile, fino a quattro volte quello terrestre. Ma il caos regna in questi ambienti elettromagnetici, rendendoli eccezionalmente difficili sia da capire che da modellare. Ora un team di ricercatori guidato dal dott. Vitali Prakpenka dell'Università di Chicago pensa di aver trovato la causa alla base sia della forza del campo che della sua casualità: il "ghiaccio superionico".

Cos'è il ghiaccio superionico

L'acqua è un elemento molto particolare. Come ci insegnano a scuola, le sue molecole sono costituite da due atomi di idrogeno e un atomo di ossigeno: H20. Ma quando le condizioni in cui l'acqua può esistere cambiano, cambia anche radicalmente l'organizzazione e le proprietà delle molecole stesse.

Il ghiaccio, per esempio, ha molte forme differenti (almeno 18 forme conosciute), con strutture diverse del reticolo cristallino che emergono in condizioni ambientali sempre più estreme e ne cambiano le proprietà.
A temperature e pressioni molto elevate, gli atomi di idrogeno (che sono nell'acqua) possono galleggiare liberamente attraverso la struttura reticolare di ossigeno. Questa mobilità rende il ghiaccio capace di condurre elettricità quasi quanto un materiale metallico.

Conosciuto come "ghiaccio superionico", questa forma unica di ghiaccio è stata al centro della ricerca per decenni: le osservazioni in laboratori hanno portato a risultati contraddittori e c'è disaccordo su come ottenerlo. Teorizzato nel 1999, si viene a creare sotto una forte pressione (2 GPa) e temperatura (4700 °C). L'acqua in queste condizioni ha la proprietà di essere sia liquida che solida.

Lo studio

Dr. Prakpenka e il suo team hanno eseguito migliaia di test in oltre dieci anni, con il fascio di raggi X di sincrotrone ad alta energia dell'Advanced Photon Source presso l'Argonne National Laboratory, per sondare i dettagli del processo di formazione. I dati alla fine hanno indicato due diverse condizioni che potrebbero portare a due diversi tipi di ghiaccio superionico. Uno di questi sembra essere poter esistere nelle atmosfere interne dei giganti di ghiaccio.

Gli scienziati hanno a lungo pensato che i campi magnetici in questi pianeti fossero causati dagli strati fluidi e profondi nelle loro atmosfere. "La conduttività del ghiaccio superionico sarebbe in grado di realizzare questo tipo di campi e, una delle due strutture che abbiamo trovato, potrebbe esistere nelle condizioni che si trovano in queste zone che generano campi magnetici". ha detto Alexander Goncharov. co-autore del documento.

Tuttavia, saranno necessari ulteriori approfondimenti ed altre dimostrazioni. Mentre le condizioni sui giganti di ghiaccio sono adatte alla formazione di ghiaccio superionico e questo sembra essere in grado di generare i campi magnetici visti intorno ai pianeti, c'è ancora molto lavoro da fare per dimostrarlo.