Сегодня 08 июня 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

«Неправильная» вода формирует странные магнитные поля Нептуна и Урана, выяснили учёные из России и Китая

Учёные из Сколтеха и их китайские коллеги опубликовали в престижном журнале Physical Review B работу, в которой обосновали существование в недрах Урана и Нептуна экзотической молекулы акводия (aquodiium). Это молекула воды с двумя «лишними» протонами, которая стабильна лишь при высочайших температурах и давлении. Наличие акводия в недрах далёких планет теоретически объясняет их странные магнитные поля, отличающиеся от магнитного поля Земли.

 Изображение Урана, полученное «Джеймсом Уэббом». Источник изображения: NASA, ESA, CSA, STScI

Изображение Урана, полученное «Джеймсом Уэббом». Источник изображения: NASA, ESA, CSA, STScI

Магнитные поля Земли, Сатурна и Юпитера порождаются электропроводящими слоями в недрах планет. В случае Земли это циркуляция железоникелевого сплава, а у газовых гигантов — циркуляция металлического водорода на больших глубинах. Во всех трёх случаях присутствует электронная проводимость, порождающая магнетизм. Что касается магнитных полей Урана и Нептуна, то в их случае, подозревают учёные, работает ионная проводимость или, проще говоря, электрический заряд переносят атомы или даже молекулы. Всё это может быть частью ответа на загадку, почему магнитные поля у ледяных гигантов сильно отклонены от их осей вращения и исходят не из их центров.

Один из авторов исследования, профессор Сколтеха Артём Оганов, пояснил различие между двумя типами проводимости и вовлечение в процесс нового иона: «В условиях, которые существуют в недрах Юпитера, водород становится жидким металлом, его электропроводность обусловлена наличием свободных электронов, которые все атомы водорода сбрасывают „в общий котёл“ при столь сильном сжатии. А в Уране, как мы предполагаем, сами ионы водорода, то есть протоны, переносят заряд. При этом совершенно не обязательно в форме свободных ионов H+, а, например, в виде гидроксония H3O+, аммония NH4+ и ряда других ионов. Наше исследование дополняет этот ряд ионом H4O2+, химия которого представляет большой интерес».

Вода в обычных условиях — это атом кислорода, у которого на внешней электронной оболочке есть две укомплектованные электронные пары в добавок к двум одиночным валентным электронам, к которым присоединены по одному атому водорода (H2O). Когда к одной из электронных пар присоединяется протон водорода (атом водорода без собственного электрона), возникает ион гидроксония (H3O+). В самых экстремальных условиях, когда температура и давление запредельные, вторая электронная пара кислорода также может присоединить протон, что даёт экзотический ион акводий (H4O2+).

Авторы исследования использовали самые современные методы моделирования, чтобы понять, как вода и плавиковая кислота поведут себя в экстремальных условиях. При давлении порядка 1,5 млн атмосфер и температуре 3 тыс. градусов Цельсия в симуляции стали чётко различимы ионы акводия H4O2+.

 Вода и её ионы

Молекула воды и её ионы

Открытый таким образом новый ион способен влиять на поведение и свойства водных сред, а именно кислых сред под большим давлением. Это примерно те условия, которых можно было бы ожидать от Урана и Нептуна, где немыслимая толща водного океана оказывает колоссальное давление на глубинные слои вещества в присутствии кислот. А значит, там должен образовываться акводий, который будет циркулировать вместе с другими ионами и делать свой вклад в магнитные поля этих планет. Более того, в присутствии этого иона там могут формироваться неизвестные на Земле минералы с невообразимыми свойствами.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Nvidia планирует построить 100 новых ИИ-фабрик по всему миру 56 мин.
Запрет на TikTok в США может быть отложен на неопределённый срок 7 ч.
Высокий суд Англии вывел на чистую воду адвокатов, использующих ИИ, — они ссылались на фейковые прецеденты 7 ч.
Новая статья: Blades of Fire — и боец, и кузнец. Рецензия 8 ч.
Owlcat Games анонсировала ролевой боевик The Expanse: Osiris Reborn в духе Mass Effect — первый трейлер и подробности 8 ч.
В Северной Корее внезапно пропал интернет, и никто не знает, почему 11 ч.
Магазин Microsoft Store обновился — больше системных интеграций, кнопка Copilot и повышение производительности 11 ч.
Состоялся анонс Mortal Shell 2 — продолжения зрелищного боевика про беспощадное избиение уродливых монстров 14 ч.
AMD впервые приняла участие в бенчмарке MLPerf Training, но до рекордов NVIDIA ей ещё очень далеко 16 ч.
Стартап xAI попытался взять в долг $5 млрд, несмотря на ссору Маска с Трампом 16 ч.
Акции Broadcom упали из-за слабого прогноза, несмотря рост прибыли и выручки 9 ч.
Признаки жизни, сенсационно обнаруженные на экзопланете K2-18b, теперь вызывают у учёных сомнения 9 ч.
От «железа» до агентов: «К2 НейроТех» представил ПАК-AI для разработки и внедрения ИИ на предприятиях 9 ч.
Meta объявила, что текущий год станет «поворотным» для виртуальной и дополненной реальности 15 ч.
HPE представила отказоустойчивые системы Nonstop Compute на базе Intel Xeon Sapphire Rapids 15 ч.
Synology выпустила стоечное хранилище RackStation RS2825RP+ с процессором AMD Ryzen Embedded 15 ч.
Трамп отказался от перемирия с Маском и угрожает урезать ему правительственные контракты 15 ч.
Трамп разрешил сверхзвуковые полёты над США, а также подписал указы об аэротакси и дронах 17 ч.
Японцы создали экологичный пластик, который быстро растворяется в солёной воде 17 ч.
Nintendo Switch 2 оказалась на удивление прочной, но экран можно легко поцарапать 17 ч.