Природа ледяных планет-гигантов Урана и Нептуна: ученые совершили прорывное открытие (фото)

Природа ледяных планет-гигантов Урана и Нептуна: ученые совершили прорывное открытие (фото)

Изображение Урана Фото: NASA, ESA, CSA, STScI

Обнаруженный ион образуется в экстремальных условиях.

Ученые нашли потенциальное существование новой молекулы, связанной с водой. Этот ион, названный "акводием", может образовываться в экстремальных условиях и способен объяснить некоторые странности ледяных планет-гигантов нашей Солнечной системы.

Об этом говорится в исследовании, опубликованном в newatlas.

"Из первых уроков науки в школе мы знаем, что химическая формула воды — H2O, то есть она состоит из двух атомов водорода, связанных с атомом кислорода. Это верно для подавляющего большинства времени, но, конечно, это не всегда так просто: примерно в 1 из 500 миллионов молекул воды протоны могут двигаться между атомами, создавая соответствующие ионы гидроксида (OH-) и гидроний (H3O+)», – начинают объяснения ученые.

Схемы строения молекул воды, гидроний и аквадиум Фото: Skoltech

Новое исследование ученых выявило неизвестный тип водных ионов, который может образовываться в экстремальных условиях.

"Некоторые атомы имеют четыре слота для соединения с другими атомами или ионами. В случае кислорода два из этих слотов доступны для атомов, например, водорода. Так образуется стандартная молекула воды. Два других слота заняты электронными парами, которые не могут образовать язки с атомами, но могут ловить свободные протоны. Если добавить сюда еще один, то получится гидроксоний. Последний слот обычно остается свободным.

Они задались вопросом: можно ли добавить еще один протон к иону гидроксония, чтобы заполнить недостающую часть?

Их расчеты обнаружили две вещи, которые могут привести к тому, что это произойдет.

"Во-первых, очень высокое давление заставляет материю уменьшать свой объем, и разделение ранее неиспользованного электронного пара кислорода с ионом водорода (протоном) является утонченным способом сделать это: как ковалентная связь с водородом, за исключением того, что оба электрона в паре начинают двигаться от кислорода. Во-вторых, вам нужно много доступных протонов, а это означает кислую среду, потому что именно это делают кислоты — они отдают протоны", — заявил автор исследования Сяо Донг.

Ученые использовали расширенное моделирование и проверили, может ли это произойти с плавиковой кислотой и водой в экстремальных условиях. Выяснилось, что при давлении около 1,5 миллиона атмосфер и температуре около 3000 градусов Цельсия начали появляться новые ионы. Их назвали акводием, с химической формулой H4O2+.

И эта форма воды может объяснить некоторые странности ледяных гигантов Солнечной системы. Уран и Нептун отличаются странными магнитными полями, не совпадающими с вращением планет или физическими центрами. За генерацию этих магнитных полей может быть ответственный акводий. При этом температура и давление внутри этих планет аналогичны тем, что использовали ученые в своем моделировании.

Напомним, ученые ответили, действительно ли солнечная радиация сжигает атмосферу. Ведь есть много гипотез на фоне того явления, что поток энергии от Солнца не стабилен, а всегда меняется.

Читайте также:

Подписывайтесь на наши каналы в Telegram и Viber.

Похожие темы:

Следующая публикация