Planetare Innenräume liefern weiterhin noch seltsamere Physik
Uranus und Neptun werden oft als Eisriesen bezeichnet, doch der Begriff kann irreführend sein. Tief im Inneren dieser Planeten sind gewöhnliche Vorstellungen von Eis, Flüssigkeit und Gas kaum noch nützlich. Der Druck ist enorm, die Temperaturen erreichen Tausende Grad, und vertraute Moleküle überleben nicht in erkennbarer Form. Unter diesen Bedingungen kann sich Materie auf Arten anordnen, die sich aus dem Alltag kaum vorstellen lassen.
Eine neue Studie, die von Universe Today hervorgehoben wurde, fügt dieser Liste einen weiteren Kandidaten hinzu: eine „quasi-1D-superionische“ Phase aus Kohlenstoff und Wasserstoff. Die Arbeit, veröffentlicht in Nature Communications von Forschern der Carnegie Institution, legt nahe, dass Kohlenstoff und Wasserstoff bei ausreichend hohem Druck und hoher Temperatur eine stabile Verbindung mit einer ungewöhnlichen Struktur bilden können, die im Inneren von Eisriesen wie Uranus und Neptun existieren könnte.
Sollte sich das Ergebnis bestätigen, würde es dem wachsenden Inventar exotischer planetarer Materialien einen neuen Materiezustand hinzufügen und könnte beeinflussen, wie Wissenschaftler die innere Struktur und Entwicklung dieser fernen Welten verstehen.
Wie sich das vorgeschlagene Material verhält
Die Studie beginnt mit einem bekannten Problem der Planetenforschung. Methan und ähnliche Moleküle dürften unter den drückenden Bedingungen im Inneren von Eisriesen nicht intakt bleiben. Frühere Arbeiten deuteten darauf hin, dass Methan bei etwa 95 Gigapascal zerfällt und dabei wasserstoffreiche Materialien sowie Kohlenstoff-Allotrope wie Diamant erzeugt.
Die neue Forschung geht weit über diesen Bereich hinaus. Laut Quelltext bilden Kohlenstoff und Wasserstoff bei Drücken oberhalb von 1100 Gigapascal eine stabile Verbindung, in der die Kohlenstoffatome in einem starren Gitter mit chiraler Helixform fest verankert sind. Allein das wäre schon ungewöhnlich. Das interessantere Verhalten zeigt sich jedoch, wenn Temperatur hinzukommt.
Zwischen 1000 und 3000 Kelvin soll die Verbindung in einen superionischen Zustand übergehen. In superionischer Materie bleibt ein Teil der Struktur fest, während ein anderer Bestandteil mobil wird und sich gewissermaßen wie eine Flüssigkeit im festen Gerüst verhält. Hier beschreibt die Quelle eine Variation dieser Idee: eine quasi-eindimensionale Form, bei der das mobile Verhalten durch die zugrunde liegende Struktur stark begrenzt ist.
Daher kommt die Bezeichnung „quasi-1D“. Es geht nicht um eine gewöhnliche fluidartige Bewegung durch ein dreidimensionales festes Gerüst, sondern um einen stärker kanalisierten Transport.
