Астрономия

Недра Нептуна и Урана могут состоять из экзотической угольной кислоты

Химики из Московского физико-технического института (МФТИ) и Сколтеха обнаружили, что в недрах Урана, Нептуна и их спутников образуются экзотические кристаллические и полимерные соединения, включающие угольную и ортоугольную кислоты. С подробностями исследования можно ознакомиться в журнале Scientific Reports.

Уран и Нептун в основном состоят из углерода, водорода и кислорода. Авторы исследования Артем Оганов и Габриэль Салех изучили химическое поведение системы углерод-водород-кислород под высоким давлением с помощью компьютерного моделирования. Ученые использовали универсальный алгоритм предсказания структуры химических соединений – USPEX (Universal Structure Predictor: Evolutionary Xtallography).

Ученым было известно, что при атмосферном давлении все соединения углерода, водорода и кислорода кроме метана, воды и углекислого газа термодинамически нестабильны. Однако выяснилось, что при давлении выше 0,95 гигапаскаля (около 10 тысяч атмосфер) становится термодинамически стабильной угольная кислота. Это необычно для вещества, которое крайне неустойчиво в земных условиях.

Условия, при которых может возникать угольная кислота, существуют в недрах ледяных спутников планет-гигантов, например, внутри спутника Юпитера Европы. Снаружи они покрыты толстым слоем льда, под ним – океан, окружающий каменное ядро. «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 «обёрнуто» в слой кристаллизованной угольной кислоты, что сделает невозможной реакцию ядра и водного океана», - отмечает Оганов. Ученые также не исключают, что в таком океане может существовать жизнь.