宇宙中冰的形态可能远比人类想象中复杂。伦敦大学学院与剑桥大学联合团队通过计算机模拟与实验验证，发现深空环境中的水冰并非完全无序，部分样本中竟存在高达四分之一的晶体结构。这一发现颠覆了科学界对宇宙冰的传统认知，相关成果已发表于权威学术期刊。
传统理论认为，地球上的冰因环境温度较高，水分子能形成有序的晶体结构，如雪花般对称。但在极寒的太空环境中，温度可低至零下200摄氏度以下，水冰被认为会以完全无定形的状态存在——分子排列杂乱无章，缺乏长程有序性。然而，新研究通过两种创新模拟方法，揭示了宇宙冰中隐藏的结晶特征。
研究团队首先构建了两种虚拟冰模型：一种通过快速冷却水至零下184华氏度（零下120摄氏度），模拟不同冻结速率下的冰结构；另一种则从高度有序的晶体冰出发，随机打乱分子排列以模拟无定形冰的形成过程。结果显示，第一种方法生成的冰中含有20%的纳米级晶体，这些3纳米大小的冰晶嵌入在无序基质中；第二种方法更将晶体比例提升至25%。
为验证模拟结果，团队使用X射线衍射技术分析真实无定形冰样本。当X射线穿透以不同方法制备的冰层时，其衍射图案与计算机模拟高度吻合，证实了宇宙冰中确实存在部分结晶结构。这一发现尤其适用于土卫二等冰冻天体——当其喷发的水蒸气在太空中冻结时，形成的冰可能并非完全无序，而是包含微小晶体。
研究还揭示了冰的“记忆效应”：通过“再结晶”实验，团队发现最终形成的晶体结构取决于初始无定形冰的制备方式。若冰完全无序，则不应保留任何原始形态的痕迹；但实验显示，部分结晶的无定形冰在重新结晶时，会倾向于恢复原有结构。这一特性可能对航天工程产生重要影响——冰在太空中可作为辐射屏蔽材料，或通过分解提供氢氧燃料，但其性能取决于具体形态。
更深远的影响在于生命起源研究。科学界普遍认为，地球生命的基本成分可能通过冰封尘埃颗粒从宇宙抵达地球。新发现虽未否定这一理论，但指出部分结晶的冰结构会减少有机分子的嵌入空间。不过，研究团队强调，冰的无定形区域仍可能捕获并储存生命所需的关键成分，为“宇宙种子”假说保留了可能性。
