Los estados superiónicos y metálicos del agua y el amoníaco en las condiciones del planeta gigante

Área de la Ciencia:

• Ciencias planetarias Ciencias planetarias.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Química computacional es la química computacional.

Sus antecedentes:

• Los planetas gigantes como Neptuno y Urano poseen interiores profundos con presiones y temperaturas extremas.
• Comprender el comportamiento del agua y el amoníaco en estas condiciones es clave para modelar los interiores planetarios.

Objetivo del estudio:

• Para determinar los diagramas de fase del agua y el amoníaco a altas presiones y temperaturas relevantes para los gigantes de hielo.
• Para dilucidar los estados físicos y las transiciones del agua y el amoníaco en los interiores planetarios.

Principales métodos:

• Se emplearon simulaciones dinámicas moleculares de presión constante.
• Las simulaciones cubrieron presiones de 30 a 300 gigapascales y temperaturas de 300 a 7000 Kelvin.

Principales resultados:

• El agua y el amoníaco exhiben fases fluidas iónicas y electrónicamente aislantes totalmente disociadas a lo largo de la isentropa planetaria.
• Las transiciones a las fases metálicas ocurren por encima de 7000 K para el agua y 5500 K para el amoníaco.
• Existe una fase sólida superiónica entre las fases sólida y líquida iónica a temperaturas más bajas.

Conclusiones:

• Los diagramas de fase determinados mejoran la comprensión de las capas medias de hielo de Neptuno y Urano.
• Las simulaciones proporcionan datos críticos para refinar los modelos de los interiores de los planetas gigantes y su composición.