IJsanalogen die interstellair ijs nabootsen, gedragen zich als vloeistoffen bij temperaturen tussen -210°C en -120°C volgens onderzoekers van de Hokkaido University. Dit vloeistofachtige ijs kan de vorming van organische verbindingen, waaronder prebiotische moleculen, en de aanwas van stof om planeten te vormen, versterken.

Moleculaire bindingen in het ijs worden verbroken wanneer ze worden bestraald met ultraviolet licht in interstellaire moleculaire wolken, het vergemakkelijken van de vorming van complexe organische stoffen, waaronder prebiotische moleculen. Dus, wetenschappers geloven dat interstellair ijs "wiegjes" zijn van organische verbindingen, maar er was eerder weinig bekend over het ijs zelf.

Het team onder leiding van universitair hoofddocent Shogo Tachibana van de universiteit van Hokkaido ontdekte dat met ultraviolet bestraald amorf ijs dat interstellair ijs nabootst, vloeistofachtig gedrag vertoonde bij extreem lage temperatuurbereiken. Deze bevinding moet helpen bij het ontrafelen van de mechanismen achter de vorming van prebiotische moleculen en het proces dat planeten voortbrengt.

Het team sproeide een gemengd gas van water, methanol en ammoniak op een substraat dat werd gekoeld tot -263C/-441F tot -258C/-432F en gelijktijdig bestraald met ultraviolet licht. Nadat het ijs gevormd was, de onderzoekers zetten de vriezer uit om het ijs met een microscoop te observeren terwijl de temperatuur steeg. Tot hun verbazing, het ijs borrelde als kokend water bij temperaturen tussen -210C/-346F en -120C/-184F. Analyse van het gas toonde aan dat het waterstofmoleculen waren, waarvan de onderzoekers denken dat ze zijn gevormd uit methanol en ammoniak die zijn afgebroken door UV-straling. Het borrelen laat zien dat het ijs zich als een vloeistof gedroeg, met een viscositeit die naar schatting vergelijkbaar is met die van stevige honing.

Vervolgens onderzochten ze zuiver water. Eilanden van amorf waterijs werden op een substraat gecreëerd door kristallijn ijs te bestralen met ultraviolet licht bij -263C/-441F. Ze observeerden de eilanden terwijl de temperatuur werd verhoogd of bij een vaste temperatuur van -213C/-351F. De onderzoekers zagen hoe de eilanden van amorf ijs van vorm veranderden en zich over het substraat verspreidden, wat ook een teken is dat ijs zich als een vloeistof gedraagt. De geschatte viscositeit van dit ijs was vergelijkbaar met die van siliciummagma. Dit resultaat impliceert dat deze vloeistofachtige toestand gebruikelijk is in ijs dat uit water bestaat.

Deze experimenten suggereren dat echt interstellair ijs zich zou kunnen gedragen als een vloeistof, verbetering van de vorming van organische verbindingen, inclusief prebiotische moleculen. Tachibana zegt, "De vorming van organische moleculen, inclusief prebiotische, efficiënt kan optreden in een zeer koude omgeving".

"Het vloeistofachtige ijs kan helpen bij het ophopen van stof naar planeten, omdat vloeistof als lijm kan werken. verdere experimenten zijn nodig om de materiaaleigenschappen van het vloeistofachtige ijs te begrijpen, "voegde hij eraan toe.