Сегодня 29 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 🔥
Раскрыта древнейшая «пасхалка» от разработчиков Apple — 27 лет назад её спрятали в Power Mac G3 3 ч.
Обновился формат изображений PNG — теперь в нём поддерживается HDR, анимация и Exif 3 ч.
ИИ может лишить работы миллионы — Anthropic выяснит, так ли это на самом деле 3 ч.
Новая статья: Rematch — лучшая версия дворового футбола. Рецензия 4 ч.
Годовая выручка Canonical приблизилась к $300 млн 11 ч.
Использование ИИ превратилось из рекомендации в обязанность для менеджеров Microsoft 14 ч.
Долг Google по штрафам в России превысил 27 млрд рублей — и ещё 2,8 дуодециллиона рублей 14 ч.
Российские банки тестируют заменитель Apple Pay, но до массового внедрения ещё далеко 14 ч.
Facebook захотел покопаться в фотографиях на смартфонах пользователей — скорее всего, для обучения ИИ 16 ч.
В миллионах принтеров Brother обнаружены уязвимости безопасности — некоторые невозможно исправить 22 ч.
Speedata представила ускоритель анализа данных и привлекла на развитие $44 млн 4 ч.
Первые огневые испытания ускорителя для лунных и марсианских ракет SLS закончились яркой и шумной аномалией 6 ч.
ИИ-процессор Microsoft выйдет с опозданием и будет медленнее Nvidia Blackwell 10 ч.
Старый марсианский спутник NASA научился «стоять на голове» — это на порядок повысило чувствительность подповерхностного радара 12 ч.
Мёртвый спутник NASA потёрся об атмосферу и перепугал учёных, испустив загадочный радиосигнал 16 ч.
Tesla впервые доехала до покупателя своим ходом без людей в салоне 21 ч.
Maxell выпустила кассетный ретро-плеер MXCP-P100 с поддержкой Bluetooth-наушников и USB-C 21 ч.
Intel отправила в отставку директора по стратегии 22 ч.
Мозговой имплант N1 компании Neuralink получили уже семь пациентов с опорно-двигательными проблемами 22 ч.
Xiaomi выпустила контроллер Redmi GamePad за $70 со стиками с эффектом Холла для мобильных устройств 22 ч.