¿Qué líquidos se pueden encontrar en el espacio vacío?

Ningún líquido puede ser completamente estable en el vacío, ya que todos los líquidos tienen una presión de vapor distinta de cero y, por lo tanto, se evaporarán a cierta velocidad. Sin embargo, algunos líquidos tienen una presión de vapor excepcionalmente baja y, por lo tanto, se pueden usar en el vacío.

La presión de vapor del fluido de silicona DC705 , que se utiliza en las bombas de difusión, es de 2,6e-8 y está diseñado para funcionar en un alto vacío.

Si se pudiera encontrar un lugar en el que se calentara lo suficiente como para permanecer líquido (en el espacio profundo simplemente se congelaría, mientras que demasiado cerca del sol y su presión de vapor aumentaría), podría permanecer en estado líquido durante algún tiempo. No indefinidamente, pero podría ser estable por un tiempo.

Mi respuesta es: agua superiónica , a alta presión y baja temperatura. Durante la fase superiónica, el hidrógeno y el oxígeno dentro de las moléculas de agua se comportan de manera extraña; Los iones de hidrógeno se mueven como un líquido, dentro de una red cristalina sólida de oxígeno.

Derivación de la respuesta y referencias:

Cualquier elemento o molécula se evaporará (esencialmente hervirá ) a una presión lo suficientemente baja, incluso a temperaturas extremadamente bajas; aunque lentamente (para los estándares humanos).

Tanto la presión extrema como la baja temperatura son necesarias para prolongar la vida útil (duración) de la liquidez de un elemento o molécula.

Algo contenido también debe estar "flotando libremente" (para cumplir con los términos de su pregunta), lo que sugiere que el hidrógeno líquido (o deuterio) parece una exageración, pero es una pista sobre la dirección a seguir.

Del artículo: " Resolviendo argumentos sobre el hidrógeno con 168 láseres gigantes ":

A temperaturas ultrafrías, por debajo de -423 grados Fahrenheit, el hidrógeno se condensa en un líquido. También se convierte en líquido a temperaturas más altas cuando se exprime bajo una presión inmensa. Las moléculas permanecen intactas y este estado de hidrógeno líquido es un aislante, un mal conductor de la electricidad.

Bajo presiones aún más altas, las moléculas se separan en átomos individuales, y los electrones en los átomos pueden entonces fluir libremente y conducir fácilmente la electricidad: la definición de un metal.

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El hidrógeno metálico líquido no existe naturalmente en la Tierra, excepto posiblemente en el núcleo. Pero en Júpiter, el planeta más grande del sistema solar, la mayor parte del hidrógeno podría estar fluyendo como metal líquido y generando los poderosos campos magnéticos del planeta.

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Evitar la congelación (solidificación) del hidrógeno es la clave, y el uso de presión alterará el diagrama de cambio de fase.

El artículo: " Two Pathways to Metallic Hydrogen and Deuterio " (del Grupo Silvera, Departamento de Física, Harvard) tiene algunas fotos de hidrógeno líquido:

_{"Imágenes de hidrógeno a diferentes presiones y bajas temperaturas que muestran la progresión de un sólido molecular transparente a un sólido semiconductor negro a un metal brillante de hidrógeno".}

También se observó que a una presión más baja, pero todavía alta, y temperaturas muy altas, existe una transición impulsada por la temperatura hacia el hidrógeno metálico atómico (LMH) líquido. Esta transición de fase líquido-líquido a veces se denomina transición de fase de plasma o PPT. Hemos determinado la línea de fase para LMH y deuterio atómico líquido para varios valores de P y T, así como propiedades ópticas y conductividad óptica. Observamos diferencias isotópicas en las líneas de fase.

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LMH es el componente principal de los planetas exteriores gigantes como Júpiter y da lugar a su campo magnético a través de la dínamo.

PERO , están los términos de su pregunta (que el que responde no debe engañar ): "¿Hay algún material, natural o de otro tipo, un líquido flotante que pueda existir en el espacio?"

Entonces, simplemente presurizar el hidrógeno no parecía cumplir con los requisitos de "flujo libre" (a menos que lo acepte como una respuesta), pero insinuó la dirección en la que debería mirar.

La pista me llevó al agua superiónica, a alta presión y baja temperatura.

Del artículo de Nature: " Evidencia experimental de hielo de agua superiónico usando compresión de choque " (Nature Physicsvolumen 14, páginas 297–302 (2018)) y también escrito en LiveScience: " Este hielo es casi tan caliente como el sol. Los científicos ahora han hecho Eso en la Tierra ":

Es sólido y líquido, es 60 veces más denso que el hielo de agua común y se forma a temperaturas casi tan altas como la superficie del sol.

Es hielo superiónico y, por primera vez, los científicos lo han fabricado en el laboratorio.

Durante mucho tiempo se pensó que esta forma de hielo de agua a alta presión existía en los interiores de Urano y Neptuno. Pero hasta ahora, su existencia era solo teórica.

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Los científicos predijeron por primera vez la existencia de una extraña fase de agua que hace que la sustancia sea sólida y líquida al mismo tiempo hace 30 años. También es mucho más denso que el hielo de agua común porque se forma solo bajo calor y presión extremos, como los que se encuentran dentro de los planetas gigantes. Durante la fase superiónica, el hidrógeno y el oxígeno dentro de las moléculas de agua se comportan de manera extraña; Los iones de hidrógeno se mueven como un líquido, dentro de una red cristalina sólida de oxígeno .

Hacer el hielo fue complicado. Primero, el equipo comprimió agua en un hielo cristalino cúbico ultrafuerte, en una forma de cristal diferente a la que se ve en los cubitos de hielo ordinarios. Para hacer eso, los investigadores utilizaron celdas de yunque de diamante para aplicar 360 000 libras por pulgada cuadrada (2,5 gigapascales (GPa) de presión; eso es aproximadamente 25 000 veces la presión atmosférica en la Tierra). A continuación, los investigadores calentaron y comprimieron las células aún más, utilizando descargas impulsadas por láser. Cada estructura de hielo cristalino recibió hasta seis rayos láser de más de 100 veces esa alta presión.

"Debido a que comprimimos previamente el agua, hay menos calentamiento por choque que si comprimiéramos por choque el agua líquida ambiental", dijo Millot. El nuevo método permite a los investigadores "acceder a estados mucho más fríos a alta presión que en estudios anteriores de compresión de choque".

Una vez que el hielo superiónico estuvo listo, el equipo se movió rápidamente para analizar sus propiedades ópticas y termodinámicas. Tenían solo de 10 a 20 nanosegundos para realizar el trabajo, antes de que las ondas de presión liberaran la compresión y el agua se disolviera. Y los resultados fueron extraños. Descubrieron que el hielo se derrite a una extraordinaria temperatura de 8.540 grados Fahrenheit (4.725 grados Celsius) a 29 millones de libras por pulgada cuadrada (200 GPa) de presión. Esa presión es aproximadamente 2 millones de veces la presión atmosférica en la Tierra.

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Los nuevos hallazgos podrían dar un vistazo al interior de planetas como Urano y Neptuno. Los científicos planetarios sugieren que las entrañas de estos mundos están compuestas por hasta un 65 por ciento de agua en masa, además de algo de amoníaco y metano.

Por lo tanto, el hidrógeno puede ser líquido y "flotar libremente" en el espacio, pero solo en una red de oxígeno, bajo presiones extremas, en el núcleo de uno de nuestros gigantes gaseosos (u otros objetos similares en el espacio).