Por décadas, los científicos han imaginado que el hielo que flota en cometas, lunas y nubes interestelares era simplemente una versión congelada y caótica del agua líquida. Sin embargo, un nuevo estudio de la University College de Londres y la Universidad de Cambridge desafía esta visión, mostrando que el “hielo espacial” esconde una estructura mucho más compleja y fascinante.
La investigación se centró en el llamado hielo amorfo de baja densidad, la forma más común de hielo en el Universo. Este tipo de hielo se encuentra principalmente en ambientes espaciales fríos, donde las moléculas de agua no tienen la energía suficiente para organizarse en patrones ordenados como sucede en los copos de nieve terrestres.
Utilizando simulaciones avanzadas por computadora y experimentos de laboratorio, los investigadores descubrieron que el hielo espacial no es completamente desordenado como se pensaba. En realidad, contiene diminutos cristales, de apenas unos nanómetros de ancho, integrados en la matriz amorfa, cambiando radicalmente nuestra comprensión sobre este material cósmico.
Las simulaciones demostraron que la estructura que mejor coincidía con los datos experimentales era aquella en la que el hielo era mayoritariamente amorfo, pero albergaba hasta un 20% de cristales diminutos. Esta revelación sugiere que el hielo espacial tiene una identidad intermedia entre el caos y el orden, desafiando las clasificaciones previas.
Para comprobarlo, el equipo también trabajó con muestras reales de hielo amorfo, recreadas en laboratorio de diversas maneras, desde vapor de agua depositado sobre superficies ultra frías, hasta el calentamiento controlado de hielo de alta densidad. Observaron que la historia y el método de formación del hielo influían en la proporción de cristales y su disposición interna.
Crédito: Michael B Davies, UCL y Universidad de Cambridge
El hallazgo es importante porque el hielo amorfo de baja densidad es fundamental en procesos cósmicos, como la formación de planetas y la evolución de galaxias. Además, esta estructura podría afectar la manera en que la materia orgánica, esencial para la vida, se transporta y almacena en el espacio profundo.
De hecho, una teoría científica sostiene que los bloques fundamentales de la vida pudieron llegar a la Tierra en cometas recubiertos de este tipo de hielo. Sin embargo, los autores advierten que la presencia de cristales en el hielo espacial podría dificultar la incorporación de moléculas orgánicas, ya que ofrecen menos espacio para atraparlas en comparación con un hielo totalmente amorfo.
Aun así, el estudio matiza que existen regiones amorfas dentro del hielo donde los compuestos básicos de la vida podrían quedar atrapados y viajar grandes distancias a través del cosmos, manteniendo viva la hipótesis de la panspermia.
El hielo en la Tierra es una rareza cosmológica: nuestra atmósfera y temperaturas permiten la formación de copos de nieve con simetría cristalina perfecta. En cambio, en el frío extremo del espacio, la mayor parte del hielo parecía, hasta ahora, una copia desordenada del agua líquida. Este nuevo trabajo muestra que la realidad es mucho más matizada.
Los resultados también podrían tener aplicaciones tecnológicas. Materiales amorfos como el vidrio son esenciales en telecomunicaciones ópticas; si estos materiales contienen microcristales, su rendimiento podría verse afectado. Comprender la naturaleza del hielo espacial ayuda a avanzar en otros campos de la ciencia y la ingeniería.
Finalmente, los autores destacan que todavía hay muchos misterios por resolver sobre los hielos amorfos y su formación, tanto en la Tierra como en el Universo. El estudio representa un paso clave hacia la comprensión de uno de los materiales más comunes y, a la vez, más intrigantes del cosmos.
