Niezwykła cząsteczka odpowiada za magnetyzm Urana i Neptuna?

Jak zaznaczają naukowcy z podmoskiewskiego Instytutu Nauki i Technologii w Skołkowie, pola magnetyczne Neptuna i Urana są dużo słabiej poznane niż np. bliższych planet - Jowisza i Saturna, nie mówiąc już o Ziemi. We wnętrzu naszej planety magnetyzm jest wytwarzany przez obracające się żelazowo-niklowe jądro. W głębi Saturna i Jowisza, jak się uważa, wodór ściśnięty jest tak bardzo, że tworzy stałe metaliczne ciało, które także wytwarza pole magnetyczne.Odnośnie Urana i Neptuna obecne teorie sugerują cyrkulację zjonizowanych substancji.

Odkrycie, jakie to są substancje, mogłoby wytłumaczyć, dlaczego magnetosfera Urana i Neptuna ma wyraźnie nietypową naturę - nie jest np. ułożona zgodnie z obrotem planet i zarazem jest przesunięta względem ich centrów.

Rosyjscy naukowcy z kolegami z Chin zaproponowali nową formę cząsteczek wody, które miałyby odpowiadać za pole magnetyczne wspomnianych gazowych olbrzymów (https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.109.174102).

Molekuła nazwana aquodiium ma składać się z normalnej cząsteczki wody z przyłączonymi do niej dwoma protonami. Aquodiium ma więc podwójny dodatni ładunek.

"Wodór otaczający skaliste jądro Jowisza jest ciekłym metalem: może płynąć, tak jak płynne żelazo we wnętrzu Ziemi, a jego przewodnictwo elektryczne wynika z ruchu wolnych elektronów współdzielonych przez wszystkie ściśnięte atomy wodoru. W przypadku Urana uważamy, że to same jony wodoru - czyli protony - są wolnymi nośnikami ładunku. Niekoniecznie jednak istnieją jako samodzielne jony H+, ale być może występują w formie jonu hydroniowego H3O+, amonowego NH4+ i szeregu innych jonów. Nasze badanie wskazuje jeszcze jedną możliwość - istnienie jonu H4O2+, który jest niezwykle interesujący z chemicznego punktu widzenia" - powiedział Artem R. Oganow, współautor publikacji, która ukazała się w piśmie "Physical Review B".

We wnętrzu dalekich, gazowych planet, według symulacji komputerowych, miałyby istnieć warunki, dzięki którym w skomplikowanych procesach chemicznych powstaje właśnie aquodiium. Kluczowe znaczenie ma mieć kwaśne, bogate w jony wodoru środowisko, wysokie ciśnienie sięgające 1,5 mln atmosfer i temperatura w okolicach 3 tys. st. C.

Naukowcy spekulują przy tym, że oprócz udziału w postawaniu magnetosfery planet, w ekstremalnych warunkach niezwykła cząsteczka może tworzyć nieznane dotąd minerały.

Marek Matacz