Descubren una nueva forma de agua que podría ser la más abundante del Sistema Solar

El agua en estado líquido es una de las piezas fundamentales de la capacidad de la Tierra para albergar vida. Sin embargo, en el resto del universo, la materia puede adoptar formas que desafían nuestra comprensión cotidiana.

Aunque en la superficie terrestre el agua hierve a 100 °C y se congela a cero, en las profundidades de planetas gigantes como Urano y Neptuno las condiciones son tan extremas que el agua se transforma en algo completamente distinto: un estado híbrido entre sólido y líquido.

Un “hielo” negro, caliente y conductor

En este estado superiónico, los átomos de oxígeno se organizan en una estructura cristalina rígida (como un sólido), mientras que los núcleos de hidrógeno (protones) se mueven libremente a través de esta red, comportándose como un líquido. Esta libertad de movimiento de los protones es lo que convierte al agua superiónica en un excelente conductor de electricidad.

Si bien esta fase del agua ya se había producido en experimentos previos, su estructura detallada era una incógnita hasta ahora. Se creía que los átomos de oxígeno formaban una red cúbica sencilla (centrada en las caras o en el cuerpo). Sin embargo, el nuevo hallazgo revela que la estructura de este material es mucho más compleja de lo que se creía.

El secreto está en el desorden

Investigadores de la Universidad de Rostock, el CNRS-École Polytechnique (Francia) y el Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf lograron recrear condiciones extremas –como las que se producirían en Urano o Neptuno– en laboratorio.

Sometieron el agua a presiones superiores a 150 GPa (1,5 millones de veces la presión atmosférica terrestre) y temperaturas cercanas a los 2500 K (más de 2200 ºC).

Utilizando los potentes láseres de rayos X de las instalaciones LCLS (en EE. UU.) y European XFEL (en Alemania), pudieron observar la estructura atómica en billonésimas de segundo. Los resultados mostraron algo inesperado: el agua no adopta una estructura perfecta, sino una secuencia híbrida y desordenada.

Lejos de ser una imperfección menor, esta estructura mixta demuestra que el agua superiónica posee una diversidad estructural compleja, similar a la del hielo común, que cambia su forma cristalina según la temperatura y la presión.

¿Por qué es importante para la astronomía?

Este descubrimiento tiene implicaciones directas para comprender el resto del universo. Dado que Urano y Neptuno contienen cantidades masivas de agua en su interior, se sospecha que el agua superiónica podría ser la forma de agua más abundante en el Sistema Solar, superando en cantidad al agua líquida de la Tierra y al hielo de lunas como Europa o Encélado.

Comprender cómo se comporta el agua a este nivel atómico permite a los científicos explicar los misteriosos campos magnéticos de los gigantes de hielo. A diferencia de la Tierra, cuyos polos magnéticos están alineados con el eje de rotación, los de Urano y Neptuno están inclinados y descentrados. La alta conductividad de esta "sopa" exótica de hidrógeno y oxígeno en sus mantos podría ser el motor que genera esos extraños campos magnéticos.

Referencias de la noticia

Andriambariarijaona, L., Stevenson, M.G., Bethkenhagen, M. et al. Observation of a mixed close-packed structure in superionic water. Nature Communications 17, 374 (2026).