In einer Entwicklung, die absolut niemanden überraschen wird, der jemals ein Bild von Uranus gesehen hat, haben Wissenschaftler bestätigt, dass die tiefen Innereien der Eisriesenplaneten wahrscheinlich einen bizarren neuen Materiezustand verbergen. Diese Enthüllung kommt dank neuer Computersimulationen der Carnegie-Wissenschaftler Cong Liu und Ronald Cohen, veröffentlicht in *Nature Communications*, die nahelegen, dass Kohlenwasserstoff (CH) unter Druck wirklich seltsame Dinge anstellt.
Ihre Studie postuliert, dass unter den intensiven Drücken und Temperaturen, die weit unter den Oberflächen dieser fernen Planeten herrschen - denken Sie an 500 bis 3.000 Gigapascal und 4.000 bis 6.000 Kelvin - Kohlenwasserstoff in einen "quasi-eindimensionalen superionischen Zustand" eintreten könnte. Das ist eine schicke Umschreibung dafür, dass die Atome sich verhalten, als wären sie in einem kosmischen U-Bahn-System, das von M.C. Escher entworfen wurde.
Die Simulationen enthüllten eine Struktur, in der Kohlenstoffatome ein geordnetes hexagonales Gerüst bilden, während Wasserstoffatome sich entlang spiralförmiger Pfade durch dieses bewegen. "Diese neu vorhergesagte Kohlenstoff-Wasserstoff-Phase ist besonders auffällig, weil die atomare Bewegung nicht vollständig dreidimensional ist", erklärte Cohen. "Stattdessen bewegt sich Wasserstoff bevorzugt entlang wohldefinierter spiralförmiger Pfade, die in eine geordnete Kohlenstoffstruktur eingebettet sind." Der Wasserstoff macht also im Grunde eine sehr organisierte, sehr heiße, sehr unter Druck stehende Conga-Linie.
Diese Entdeckung ist wichtig, weil die gerichtete Bewegung dieser Wasserstoffatome erheblich beeinflussen könnte, wie Wärme und Elektrizität in den tiefen Schichten der Planeten transportiert werden. Diese Eigenschaften sind entscheidend, um die Entstehung der berühmt-berüchtigten seltsamen Magnetfelder von Uranus und Neptun zu verstehen, die bereits das planetare Äquivalent dazu sind, die Hose auf dem Kopf zu tragen.
Die Forschung unterstreicht eine einfache Wahrheit: Setzen Sie irgendetwas unter genug Druck, selbst grundlegende Elemente wie Kohlenstoff und Wasserstoff, und es beginnt sich auf Arten zu verhalten, mit denen Sie niemals gerechnet hätten. "Kohlenstoff und Wasserstoff gehören zu den häufigsten Elementen in planetaren Materialien, doch ihr kombiniertes Verhalten unter Riesenplaneten-Bedingungen ist noch lange nicht vollständig verstanden", schloss Liu, in was die Untertreibung des astrophysikalischen Jahres sein könnte.
Abgesehen davon, dass es uns hilft zu verstehen, warum unsere äußersten Planeten solche kosmischen Sonderlinge sind, könnte diese Arbeit auch Fortschritte in der Materialwissenschaft hier auf der Erde beeinflussen. Es stellt sich heraus, dass die Geheimnisse neuer Arten von gerichtetem Verhalten in Materie vielleicht an dem letzten Ort versteckt sind, an dem jemand suchen möchte.