МОСКВА, 1 сен – РИА Новости. Химики из Московского физтеха и Сколтеха предполагают, что недра Урана и Нептуна могут содержать в себе прослойку из экзотической материи – ортоугольной кислоты, так называемой "кислоты Гитлера", говорится в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports.
"Газовые гиганты "среднего класса" – Уран и Нептун – в основном состоят именно из углерода, водорода и кислорода. Мы выяснили, что при давлении в несколько миллионов атмосфер в их недрах должны формироваться соединения, невозможные в земных условиях. Не исключено, что ядра этих планет могут в значительной степени состоять из этих экзотических веществ", — заявил Артем Оганов, химик из МФТИ и профессор Сколтеха.
Оганов и его коллега Габриель Салех (Gabriele Saleh) пришли к такому выводу благодаря новым компьютерным моделям недр этих планет и спутников Юпитера и Сатурна, разработанной в стенах Московского физтеха в Долгопрудном на базе алгоритма USPEX, созданного Огановым и другими учеными для предсказания структуры и поведения разных химических соединений.
Оганова и Салеха интересовало то, как соединения из трех ключевых "элементов жизни" – кислорода, водорода и углерода – ведут себя при сверхвысоких давлениях и температурах, царящих в недрах планет-гигантов и у ядра ледяных лун Сатурна и Юпитера – Европы, Титана и Энцелада – в чьих подледных океанах может существовать жизнь или условия для ее зарождения.
Как рассказывает Оганов, химикам известно, что все соединения углерода, водорода и кислорода кроме метана, воды и углекислого газа термодинамически нестабильны при атмосферном давлении. При росте давления вода и СО2 сохраняют устойчивость, однако метан при высоких давлениях или разлагается и превращается в тяжелые углеводороды, или же превращается, вместе с водородом в экзотические сокристаллы и гидраты.
Используя USPEX, Салех и Оганов проверили, как другие вещества из углерода, водорода и кислорода ведут себя при сжатии до 4 миллионов атмосфер, и открыли ряд необычных углеводородов, способных сохранять стабильность в таких условиях. Схожим образом, как выяснилось, ведет себя обычная угольная кислота (Н2СО3), становящаяся термодинамически стабильной при 10 тысячах атмосфер, и ее экзотическое производное – ортоугольная кислота.
"Раньше считалось, что океан в таких спутниках непосредственно контактирует с каменным ядром и между ними происходит химическая реакция. Наша работа показывает, что ядро может быть "обернуто" в слой кристаллизованной угольной кислоты, что сделает невозможной реакцию между материей ядра и водным океаном", — отмечает Оганов.
При более высоких давлениях, превышающих три миллиона атмосфер, угольная кислота начинает вступать в реакцию с водой и образовать молекулы ортоугольной кислоты (Н4СО4), крайне нестабильной в нормальных условиях. Структура молекулы ортоугольной кислоты напоминает свастику, почему ее в шутку называют "кислотой Гитлера".
Подобные давления, по словам химиков, существуют внутри недр Нептуна и Урана, поэтому недра этих газовых гигантов, как предполагает Оганов, могут содержать в себе прослойку из этой экзотической кислоты.
