我们熟悉的冰有着规则的晶体结构,地球上冻结的冰也几乎都以这种形式存在。但放眼整个宇宙,这种晶体冰反倒成了非主流的形态,而缺乏高度有序晶体结构的无定形冰才是冰在宇宙中最常见的结构。
90年前,当时的研究人员发现水蒸气在-110℃的金属表面凝华,形成了低密度无定形冰(密度为0.94g/cm3);20世紀80年代,科学家将普通的冰放置在接近-200℃的环境下压缩,又发现了另一种高密度无定形冰(密度不低于1.13g/cm3)。在此之后,这两种存在巨大密度差异的冰一直被认为是无定形冰的全部形态。但最近,英国伦敦大学学院Christoph G. Salzmann教授和Angelos Michaelides教授合作在《科学》杂志上发表一项新的研究:在-200℃下,将普通的冰和钢球放入球磨机中,能够制备出结构不同的中密度无定形冰(MDA)。
MDA的出现加深了科学家对天体运动的认识。由于在宇宙中极低的温度下,冰不具备形成晶体所需的热能,因此正如开头所言,无定形冰在宇宙中十分常见。研究人员推测,MDA可能就存在于外太阳系的冰质卫星中。