Сегодня 12 августа 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 🔥
Anthropic научила чат-бота Claude припоминать старые диалоги с пользователем 29 мин.
Анонсирована корейская Black Myth: Wukong — фэнтезийный AAA-экшен Woochi the Wayfarer по мотивам классического романа 43 мин.
Илон Маск пригрозил Apple «незамедлительным» иском за занижение рейтинга Grok в App Store 2 ч.
Telegram заблокировал сотни каналов за мошенничество и шантаж 2 ч.
Telegram дважды за день оштрафовали в России за неудаление запрещённых материалов 3 ч.
США конфисковали серверы и $1 млн в биткоинах у хакеров-вымогателей BlackSuit 3 ч.
Эксперты надеются, что Трамп разберётся с Microsoft из-за её халатного отношения к безопасности 5 ч.
Изучай, расширяй, эксплуатируй, уничтожай: в Steam стартовал фестиваль 4X-стратегий, а Endless Legend 2 получила временную демоверсию 14 ч.
У DeepSeek произошёл масштабный сбой — регистрация новых пользователей ограничена 14 ч.
Microsoft начала тестировать облачные ПК для аварийной замены обычных через Windows 365 14 ч.
С начала года «Россети Московский регион» выявили более 145 тыс. нелегальных ВОЛС 41 мин.
Apple может выдохнуть: Трамп отложил 145-процентные пошлин на товары из Китая до ноября 58 мин.
InnoGrit выпустила SSD N3X со сверхнизкой задержкой для ИИ-систем 2 ч.
В 10 раз дешевле замены: CATL начала оказывать услуги по ремонту тяговых батарей в Китае 2 ч.
YADRO лидирует по показателю лояльности среди отечественных производителей серверов и СХД 2 ч.
Скидки и заканчивающиеся льготы оживили рынок электромобилей в США — продажи Tesla и других выросли на 20 % в июле 3 ч.
Японцы открыли «противоречивую» молекулу для улучшения экранов OLED и медицинских подкожных сканеров 4 ч.
Власти рекомендуют китайским компаниям избегать использования ускорителей Nvidia H20 5 ч.
На фоне бума ИИ компания Micron решилась улучшить свой квартальный прогноз 5 ч.
Дань в 15 % позволит Nvidia наладить поставки в Китай более продвинутых чипов с архитектурой Blackwell 8 ч.