Вчені відкрили нову форму води на планеті Уран, про яку раніше науці не було відомо

Автори нового дослідження, опублікованого в журналі Physical Review B, виявили потенційне існування незвичайної молекули, яка пов’язана з водою планети Уран. Цей іон отримав назву акводій і може формуватися в дуже екстремальних умовах. Вчені вважають, що дивне магнітне поле одного з двох крижаних гігантів Сонячної системи можна пояснити за допомогою цієї нової форми води, повідомляє New Atlas.

Вчені виявили нову форму водних іонів, яка може існувати в дуже екстремальних умовах. Ключем до цього відкриття є своєрідний «шаблон» для створення ймовірних молекул. Простіше кажучи, деякі атоми мають чотири «слоти» для з'єднання з іншими атомами або іонами. В атома кисню для цього є 2 «слоти» для з'єднання з іншими атомами, найчастіше з воднем. Тому й виходить, що один атом кисню сполучений із двома атомами водню. Тобто виходить звичайна вода.

Два інших «слоти» атома кисню зайняті електронними парами, які не можуть утворити зв’язок з іншими атомами, але можуть зловити вільні протони. Якщо один «слот» пов’язаний із протоном, то виходить гідроксоній. Слот, що залишився, зазвичай залишається порожнім, але вчені вирішили з’ясувати, чи завжди так відбувається.

Автори пояснюють: по-перше, за дуже високого тиску матерія зменшується в об'ємі і поділ раніше невикористаної електронної пари кисню з іоном водню (протоном) — оптимальний спосіб зробити це. Це схоже на ковалентний зв’язок із воднем, за винятком того, що обидва електрони в парі належать кисню. По-друге, необхідно багато доступних протонів, а це означає, що потрібне кисле середовище, оскільки кислоти віддають протони.

За допомогою моделювання вчені перевірили, чи може таке статися з плавиковою кислотою (водний розчин фтороводню — ред.) і звичайною водою за екстремальних умов. Виявилося, що за тиску приблизно 1,5 млн атмосфер (1 атмосфера — це приблизно 100 000 паскалів — ред.) і температурі на рівні приблизно 3 тисячі градусів Цельсія виникають абсолютно новий водний іон. Він отримав назву акводій, а його формула представлена так: H4O2+.

Виявилося, що ця незвичайна форма води може розкрити деякі загадки крижаних гігантів Сонячної системи — Урана і Нептуна. Обидві планети мають дивні магнітні поля, які не збігаються з віссю обертання планет. Науковці вважають, що через те, що тиск і температура в надрах крижаних світів схожі на значення, які використовуються у моделюванні, саме акводій може відповідати за створення незвичних магнітних полів в Урану і Нептуна.