Недра Урана и Нептуна могут состоять из «кислоты Гитлера»

Ученые-химики МФТИ и Сколтеха создали компьютерную модель, с помощью которой выяснили, из каких веществ могут состоять недра планет-гигантов

Ученые-химики МФТИ и Сколтеха создали компьютерную модель, с помощью которой выяснили, из каких веществ могут состоять недра Урана, Нептуна и ледяных спутников планет-гигантов. Результаты исследования опубликованы в Scientific Reports.

Моделирование показало, что при высоких давлениях, характерных для недр этих космических тел, образуются экзотические кристаллические и полимерные соединения, включающие угольную и ортоугольную кислоты, известную так же как «кислота Гитлера».

«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», — рассказал ведущий автор исследования Артем Оганов, руководитель лаборатории компьютерного дизайна материалов МФТИ и профессор Сколтеха.

Группа ученых под руководством Оганова разработала самый универсальный и мощный на сегодня алгоритм предсказания структуры химических соединений — USPEX. С его помощью за последние годы удалось открыть множество веществ, «запрещенных» классической химией, которые могут быть стабильными при высоких давлениях. Это, например, несколько ранее неизвестных вариантов соли — Na3Cl, NaCl3, NaCl7 и даже Na3Cl2 и Na4Cl3, а также новые соединения магния, кремния и алюминия, которые могут существовать в недрах суперземель.

Ученые предприняли поиск всех стабильных соединений в диапазоне до 400 гигапаскалей (около 4 млн атмосфер — ред.) и нашли множество новых веществ.

Кроме того, выяснилось, что при давлении выше 0,95 гигапаскаля становится термодинамически стабильной угольная кислота (H2CO3). Это очень необычно для вещества, крайне неустойчивого в обычных условиях — оно требует для синтеза сильных кислот, и сохраняется только в вакууме при очень низких температурах, пишут авторы статьи.