Экстремальные условия трансформируют воду в суперкислоту, объясняя алмазные дожди на Уране и Нептуне
Недавние исследования ученых открыли удивительные свойства воды под воздействием экстремальных температур и давлений, которые обнаруживаются в недрах ледяных гигантов, таких как Уран и Нептун. При температурах, достигающих 2000–3000 К и давлениях в диапазоне от 22 до 69 ГПа, вода может превращаться в сверхкислотную жидкость, которая в миллиарды раз превосходит по силе серную кислоту. Это открытие, сделанное в ходе молекулярно-динамических симуляций на основе квантовой механики с помощью алгоритмов машинного обучения, представляет собой настоящий прорыв в нашем понимании водных процессов в экстремальных условиях.
Химик Флавио Сиро Бриджиано из университета Сорбонна подчеркивает: «Вода, преобразованная в суперкислоту, демонстрирует удивительное свойство — она получает способность вести химическую реакцию с метаном, образуя нестабильные ионы и в конечном итоге приводя к образованию наноалмазов». Данная трансформация может стать важной в контексте изучения алмазных дождей на Уране и Нептуне, о которых ранее говорили исследователи.
Согласно данным, полученным в ходе исследования, взаимодействие суперкислоты с метаном (CH₄) может приводить к образованию ионов CH₅⁺, которые затем, в результате ряда химических превращений, преобразуются в наноалмазы. Это открытие может объяснять результаты предыдущих исследований, которые предполагали, что на ледяных гигантах действительно происходят алмазные дожди. Соавтор исследования Артур Франс-Ланор из Французского национального центра научных исследований отметил, что полученные результаты открывают новые горизонты для изучения планетарных систем.
Однако, несмотря на интересные теоретические выводы, эксперты подчеркивают, что практическое применение этих знаний до сих пор достаточно ограничено. Профессор Джоэл Боуман из Университета Эмори приводит мнение о том, что связь суперкислотной воды с алмазным дождем может быть спекулятивной, указывая на сложность создания таких условий в лабораторных условиях.
Ученые продолжают исследовать возможности перехода воды в состояние суперкислоты при более низких температурах и давлениях, рассчитывая на получение эмпирических доказательств своих теоретических выводов. Данные исследования имеют большое значение не только для понимания химических процессов на других планетах, но и могут расширить наши знания о том, как подобные реакции могут быть использованы в технологии, включая синтез новых материалов.
Таким образом, открытие о превращении воды в суперкислоту не только привлекло внимание к загадкам ледяных гигантов, но и стимулировало новые исследования, которые могут изменить наше представление о химии в экзотических условиях.
