Сегодня 01 июля 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 🔥
Microsoft испытала ИИ-доктора MAI-DxO, который ставит диагнозы в 4 раза точнее врачей 30 мин.
The Blood of Dawnwalker, Code Vein 2 и многие другие: анонсирована игровая презентация Bandai Namco Summer Showcase 2025 2 ч.
Комиссионный хаос: Apple изменила правила App Store для ЕС так, что теперь их никто не понимает 3 ч.
«Это был ошибочный выбор»: авторы The Alters подтвердили, что в игру попал ИИ-контент, и объяснили, как так получилось 3 ч.
AMD выпустила драйвер с поддержкой FSR 4 для Monster Hunter Wilds и GTA V Enhanced 4 ч.
Календарь релизов — 1–6 июля: Mecha Break, Dying Light Retouched и девятый сезон Diablo IV 4 ч.
Avanpost: в корпоративном сегменте по-прежнему большей частью полагаются на обычные пароли и LDAP 4 ч.
Надёжный инсайдер раскрыл, когда ждать анонс и релиз следующей Ghost Recon 5 ч.
Rockstar готовится к старту рекламной кампании GTA VI — студии понадобились специалисты по локализации, в том числе русской 6 ч.
Миллионы наушников можно превратить в подслушивающие устройства из-за уязвимости в чипе Bluetooth 6 ч.
Новая статья: Обзор Core Ultra 7 265K: гадкий утёнок 45 мин.
В России вышло игровое кресло Filum FL-CH-G-070 с надёжной конструкцией и эргономичной посадкой 56 мин.
ИИ создаст спрос на передовые чипы: выпуск 7-нм и более тонких полупроводников вырастет на 69 % к 2028 году 2 ч.
Google подключит серверы к термоядерному реактору Commonwealth Fusion Systems 2 ч.
В деревню, в глушь, на север: московский регион страдает от дефицита мощностей ЦОД, но скоро операторы могут уйти в провинцию 3 ч.
DJI выпустила грузовой дрон FlyCart 100 с грузоподъёмностью до 80 кг и передовыми системами безопасности 4 ч.
Дубай стал на шаг ближе к запуску аэротакси — Joby Aviation доставила первый серийный электролёт в ОАЭ 7 ч.
Китай через пять лет станет крупнейшим поставщиком чипов в мире с долей рынка в 30 %, несмотря на санкции 8 ч.
SpaceX запустила британский спутник для производства полупроводников прямо на орбите Земли 8 ч.
Слухи: Apple выпустит недорогой MacBook с чипом от iPhone 8 ч.