Суперионные состояния материи могут быть внутри Урана и Нептуна

Газовые гиганты Солнечной системы отличаются сложной внутренней структурой, которую ученым долгое время было трудно точно описать. Считается, что внутри Урана и Нептуна могут образовываться алмазы, которые выпадают в виде своеобразных «осадков» и опускаются к центру планет. Однако новые компьютерные расчеты показали, что в их недрах возможно существование необычной формы вещества. Об этом говорится в исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications.

На основе лабораторных данных и наблюдений, полученных с аппарата «Вояджер-2», специалисты предполагают, что под атмосферой, богатой водородом и гелием, у этих планет находятся слои так называемого «горячего льда», расположенные над каменным ядром. Такой лёд состоит из воды, метана и аммиака, но из-за экстремальных условий может переходить в необычные состояния.

В рамках новой работы ученые смоделировали поведение гидрида углерода — соединения углерода и водорода — при крайне высоком давлении и температуре, сопоставимой с условиями на поверхности Солнца.

Расчеты показали формирование суперионного вещества с необычными свойствами. В таком состоянии часть атомов образует устойчивую кристаллическую структуру, а другие остаются подвижными. В рассматриваемом случае атомы углерода формируют гексагональную решетку, а водород перемещается по спиральным траекториям, создавая квазиодномерную структуру.

Один из авторов исследования Рональд Коэн пояснил, что движение атомов в этом состоянии отличается от привычного, так как водород движется не хаотично, а по определенным спиральным каналам внутри углеродной структуры.

Предполагается, что существование такого вещества может влиять на свойства планет, включая их электропроводность и магнитные поля. Например, магнитное поле Урана имеет сложную форму: оно смещено и не совпадает с центром планеты. Ученые допускают, что подобные состояния материи могут играть в этом роль.

Для понимания природы магнитных полей ледяных гигантов необходимо изучать такие необычные формы вещества, скрытые в их недрах. Это важно не только для Урана и Нептуна, но и для экзопланет, где могут существовать похожие процессы.

Соавтор исследования Конг Лю отметил, что поведение углерода и водорода в условиях гигантских планет до сих пор изучено не полностью, несмотря на их распространенность.

Рекомендуем также:

1. Необычный способ запечь рыбу, о котором мало кто знает: как приготовить сочную рыбу в лаваше с идеальным вкусом
2. Натуральный способ избавиться от сорняков и оживить участок: какие почвопокровные растения создадут благоухающий сад