Суперионният лед: Горещата твърда материя на Уран и Нептун
Един от най-големите научни шокове през последните десетилетия дойде от експериментите с лазерно индуцирани шокови вълни в националната лаборатория „Лорънс Ливърмор“. При налягания от над 100 гигапаскали и температури от по няколко хиляди келвина водата преминава в така наречения суперионизиран лед (например фазите Лед XVIII и Лед XIX).
Тук водородните атоми се откъсват от кислородните си партньори. Кислородът образува твърда, металоподобна кристална решетка, докато водородните йони (протони) започват да текат свободно през нея като флуид. Това е състояние, което е едновременно твърдо тяло и йонен проводник. Този екзотичен материал е по-горещ от повърхността на слънчев ден на Меркурий, но остава твърд под смазващата гравитация. Именно този процес обяснява до голяма степен асиметричните и нередовни магнитни полета, измерени от сондите Вояджър при Уран и Нептун.
Планетарни океани отвъд границите на термодинамиката
Космическият апарат Касини потвърди наличието на водород, соли и органични съединения в гейзерите на спътника Енцелад, докато данните за Европа сочат към огромен солен океан, заклещен под дебел леден щит. Трагичната грешка на повърхностните анализи е да разглеждат тези водни тела през земния опит. На дъното на такъв подледен океан на екзопланета с маса няколко пъти тази на Земята налягането е толкова смазващо, че водата се втвърдява в плътни форми на лед (като Лед VII) директно върху скалистото ядро, изолирайки хидротермалните източници от течната маса отгоре.
В атмосферите на горещи екзопланети като K2-18 b пък водата съществува в състояние на свръхкритичен флуид — фаза, при която изчезва всяко плътностно разграничение между течност и пара. Този флуид разтваря минерали с лекота, непозната за земните океани, и пробива скални скали като киселина.
Архивното гробище на старата физика отдавна трябваше да е приело факта, че водата не е просто монолитният разтворител на живота, а термодинамичен хамелеон. Ограниченото ни възприятие за трите състояния е нищо повече от провинциален парадокс на планета, която има късмета да се върти на точно определено разстояние от своята звезда.
