UCL (University College London) və Kembric Universitetinin alimləri tərəfindən aparılan yeni araşdırmaya görə, “Kosmik buz” kiçik kristallardan ibarətdir və əvvəllər güman edildiyi kimi maye su kimi tamamilə nizamsız bir material deyil.

Kosmosdakı buz Yerdəki buzun kristal (yüksək nizamlı) formasından fərqlidir. Onilliklər ərzində elm adamları onun amorf (struktursuz) olduğunu, daha soyuq temperaturda dondurulduğu zaman kristallar əmələ gətirmək üçün kifayət qədər enerjiyə malik olmadığını nəzərdə tuturdular.

Physical Review B -də dərc edilən yeni araşdırmada tədqiqatçılar kainatda ən çox yayılmış buz formasını, kometlərdə, buzlu aylarda və ulduzların və planetlərin əmələ gəldiyi toz buludlarında kütləvi material olaraq mövcud olan aşağı sıxlıqlı amorf buzları araşdırıblar.

Onlar tapdılar ki, bu buzun kompüter simulyasiyaları, əgər buz tam amorf olmasa da, onun nizamsız strukturlarına daxil edilmiş kiçik kristallardan (təxminən üç nanometr genişlikdə, bir DNT zəncirindən bir qədər geniş) ibarət idisə, əvvəlki təcrübələrin ölçülərinə ən yaxşı uyğun gəlir.

Eksperimental işdə onlar həmçinin müxtəlif yollarla əmələ gələn amorf buzun real nümunələrini yenidən kristallaşdırdılar (yəni isiddilər). Onlar tapdılar ki, son kristal quruluş amorf buzun necə əmələ gəldiyindən asılı olaraq dəyişir. Tədqiqatçıların fikrincə, buz tamamilə amorf (tam nizamsız) olsaydı, əvvəlki formasının heç bir izini saxlamazdı.

Baş müəllif Dr. Michael B. Davies, Ph.D. UCL Physics & Astronomy və Kembric Universitetində, “Biz indi kainatda ən çox yayılmış buz formasının atom səviyyəsində necə göründüyü barədə yaxşı təsəvvürümüz var.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1751955533&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-07-space-ice-previously-thought.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM4LjAuNzIwNC45NyIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJOb3QpQTtCcmFuZCIsIjguMC4wLjAiXSxbIkNocm9taXVtIiwiMTM4LjAuNzIwNC45NyJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzOC4wLjcyMDQuOTciXV0sMF0.&dt=1751955533901&bpp=1&bdt=124&idt=13&shv=r20250702&mjsv=m202507020101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1751955418%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1751955418%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1751955418%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=6032781559621&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2028&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95331832%2C95353386%2C95362656%2C95365225%2C95365235%2C42533294%2C95365111%2C95359265%2C95365119%2C95365798&oid=2&pvsid=1053367444716469&tmod=1571380436&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fpage3.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=77

“Bu vacibdir, çünki buz bir çox kosmoloji proseslərdə iştirak edir; məsələn, planetlərin necə əmələ gəldiyi, qalaktikaların necə təkamül etdiyi və maddənin kainat ətrafında necə hərəkət etdiyi.”

Tapıntıların Yerdəki həyatın necə başladığına dair bir spekulyativ nəzəriyyəyə də təsiri var. Panspermiya kimi tanınan bu nəzəriyyəyə görə, həyatın tikinti materialları burada sadə amin turşuları kimi inqrediyentlərin daşındığı kosmik gəmi materialı olan aşağı sıxlıqlı amorf buzla birlikdə bir buz kometasında daşınırdı.

Dr. Davies dedi: “Bizim tapıntılarımız bu buzun həyat molekullarının mənşəyi üçün daha az yaxşı daşınma materialı olacağını göstərir. Bunun səbəbi, qismən kristal quruluşun bu maddələrin yerləşə biləcəyi daha az yerə sahib olmasıdır. Nəzəriyyə hələ də doğru ola bilər, çünki buzda həyatın tikinti bloklarının tutula və saxlanıla biləcəyi amorf bölgələr var.”

UCL Kimyasının həmmüəllifi, professor Christoph Salzmann, “Yerdəki buz bizim isti temperaturlarımıza görə kosmoloji maraq doğurur. Siz onun nizamlı təbiətini qar dənəciyinin simmetriyasında görə bilərsiniz. Kainatın qalan hissəsində buz uzun müddətdir maye suyun şəkli hesab olunur, yəni bizim bu tənzimləmə tam olaraq sabit deyil.

“Nəticələrimiz ümumilikdə amorf materiallarla bağlı suallar doğurur. Bu materialların çox qabaqcıl texnologiyada əhəmiyyətli istifadələri var: məsələn, məlumatları uzun məsafələrə daşıyan şüşə liflər funksiyaları üçün amorf və ya nizamsız olmalıdır. Əgər onların tərkibində kiçik kristallar varsa və biz onları çıxara bilsək, bu, onların fəaliyyətini yaxşılaşdıracaq.”

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklər əldə edin .

Tədqiqat üçün tədqiqatçılar suyun iki kompüter modelindən istifadə ediblər. Onlar su molekullarından ibarət bu virtual “qutuları” müxtəlif dərəcələrdə -120 dərəcə Selsiyə qədər soyutaraq dondurdular. Müxtəlif soyutma dərəcələri kristal və amorf buzun müxtəlif nisbətlərinə səbəb oldu.

Onlar aşkar etdilər ki, 20%-ə qədər kristal (və 80% amorf) olan buz rentgen şüalarının difraksiya tədqiqatlarında tapıldığı kimi aşağı sıxlıqlı amorf buzun strukturuna yaxından uyğun gəlir (yəni tədqiqatçılar buzda rentgen şüalarını yandırır və bu şüaların necə əyildiyini təhlil edirlər).

Başqa bir yanaşmadan istifadə edərək, bir-birinə sıx sıxılmış çoxlu kiçik buz kristallarından ibarət böyük “qutular” yaratdılar. Simulyasiya daha sonra buz kristalları arasındakı bölgələri pozaraq, 25% kristal buzla ilk yanaşma ilə müqayisədə çox oxşar strukturlara çatdı.

Əlavə eksperimental işdə tədqiqat qrupu su buxarının həddindən artıq soyuq səthə çökdürülməsindən (ulduzlararası buludlarda toz dənələri üzərində buzun necə əmələ gəldiyi) yüksək sıxlıqlı amorf buz kimi tanınan şeyin (son dərəcə soyuq temperaturda əzilmiş buz) isinməsinə qədər müxtəlif üsullarla real nümunələr yaratdı.

Komanda daha sonra bu amorf buzları yumşaq bir şəkildə qızdırdı ki, kristallar yaratmaq üçün enerjiyə sahib olsunlar. Onlar buzların quruluşunda onların mənşəyindən asılı olaraq fərqliliklər müşahidə etdilər – xüsusilə, altı qat (altıbucaqlı) düzülüşündə yığılmış molekulların nisbətində dəyişiklik var idi.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=1092384543&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1751955533&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-07-space-ice-previously-thought.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM4LjAuNzIwNC45NyIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJOb3QpQTtCcmFuZCIsIjguMC4wLjAiXSxbIkNocm9taXVtIiwiMTM4LjAuNzIwNC45NyJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzOC4wLjcyMDQuOTciXV0sMF0.&dt=1751955533901&bpp=1&bdt=124&idt=14&shv=r20250702&mjsv=m202507020101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1751955418%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1751955418%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1751955418%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0%2C750x280&nras=1&correlator=6032781559621&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=4084&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95331832%2C95353386%2C95362656%2C95365225%2C95365235%2C42533294%2C95365111%2C95359265%2C95365119%2C95365798&oid=2&pvsid=1053367444716469&tmod=1571380436&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fpage3.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=3&uci=a!3&btvi=2&fsb=1&dtd=78

Bu, aşağı sıxlıqlı amorf buzun kristalların olduğunun dolayı sübutu idi. Əgər tamamilə nizamsız olsaydı, buz əvvəlki formalarının heç bir yaddaşını saxlamayacağı qənaətinə gəldi.

Tədqiqat qrupu bildirib ki, onların tapıntıları amorf buzların təbiəti ilə bağlı bir çox əlavə suallar doğurub – məsələn, kristalların ölçüsü amorf buzun necə əmələ gəlməsindən asılı olaraq dəyişibmi və həqiqətən amorf buzun mümkün olub-olmaması.

Amorf buz ilk dəfə 1930-cu illərdə -110 dərəcə Selsiyə qədər soyudulmuş metal səthdə su buxarını kondensasiya edən zaman aşağı sıxlıqlı formada aşkar edilmişdir. Onun yüksək sıxlıq vəziyyəti 1980-ci illərdə adi buzun təxminən -200 dərəcə Selsidə sıxıldığı zaman aşkar edilmişdir.

Həm UCL-də, həm də Kembric Universitetində əsaslanan ən son sənədin arxasında duran tədqiqat qrupu 2023-cü ildə orta sıxlıqlı amorf buz kəşf etdi. Bu buzun maye su ilə eyni sıxlığa malik olduğu aşkar edildi (və buna görə də nə batacaq, nə də suda üzməyəcək).

Kembric Universitetinin həmmüəllifi, professor Angelos Michaelides, “Su həyatın əsasıdır, lakin biz hələ də onu tam dərk etmirik. Amorf buzlar suyun bəzi anomaliyalarını izah etmək üçün açar ola bilər” dedi.

Doktor Davies, “Buz kosmosda potensial olaraq yüksək performanslı bir materialdır. O, kosmik gəmiləri radiasiyadan qoruya bilər və ya hidrogen və oksigen şəklində yanacaq təmin edə bilər. Ona görə də biz onun müxtəlif formaları və xüsusiyyətləri haqqında bilməliyik” dedi.

Daha çox məlumat: Fiziki İcmal B (2025).

Jurnal məlumatı: Fiziki İcmal B 

London Universitet Kolleci tərəfindən təmin edilmişdir