使用計算機模型,莫斯科物理技術研究所的研究人員以及Skolkovo科學技術研究所發現了哪些分子可能隱藏在天王星和海王星。
Artem Oganov和Gabriele Saleh發現,在高壓下,對於行星的內部,非常常見的是,形成了非凡的聚合物和分子化合物,例如碳和正交酸。他們的發現被釋放科學報告。
根據研究人員的說法,天王星和海王星主要由氧,氫和碳組成。在大氣壓下,除二氧化碳,水和甲烷外,所有氧,氫和碳的化合物在熱力學上不穩定。
當壓力增加時,二氧化碳和水會毫無疑問,但是一旦達到93千兆內,甲烷就會開始分解,形成諸如聚乙烯,丁烷和乙烷等重的碳氫化合物。
在上下文中,世界上最深海洋最深處的壓力是瑪麗安娜溝,是108.6兆帕。這比研究人員用於研究的壓力低約一千倍。
有了另一個團隊,Oganov以前曾開發出一種強大的,最通用的算法,用於預測稱為通用結構預測指標的晶體結構和化合物:進化Xtallography。該算法已被其他研究人員使用在高壓下發現穩定的物質,並在古典化學中“禁止”,例如以前未知的鹽變種和異國情調的新鋁,矽和氧化鎂。
現在,Oganov和Saleh使用了相同的算法來專門觀察高壓下氧氣 - 氫碳系統的化學行為。他們說,該系統很重要,因為有機化學的整體基於氧,氫和碳。
“直到現在,還沒有完全清楚他們在極端壓力和溫度下的行為如何,”額外Oganov。
研究人員自我揭示了所有穩定的化合物,最高可達400 gigapascals,並看到了一些新物質,例如分子氫的覆蓋物以及甲烷2CH4:3H2。
他們發現碳酸在0.95 gigapascals上是熱力學穩定的,這是非常不尋常的,因為該物質在正常環境下非常不穩定。對於初學者而言,它需要堅固的酸才能合成,並且只能在真空中的溫度非常低。
在44吉帕斯卡爾(Gigapascals)時,碳酸變成了一種聚合物,在至少400 gigapascals的壓力下保持穩定。
碳酸在314吉帕斯卡(Gigapascals)時,與水的放熱反應,產生正骨酸,這也稱為“希特勒的酸”,因為它具有類似於swastika的分子結構。
鑑於這些條件,研究人員推論天王星和海王星有可能具有大量碳和正核酸的核心。