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研究显示天王星和海王星内核存在神秘物质

时间:2016年09月09日 信息来源:腾讯太空 点击: 【字体:

海王星(左图)和天王星(右图)是太阳系第三大和第四大行星,主要是由气体和冰晶构成,最新研究显示,这些气态巨行星内核存在独特的化合物。


腾讯太空讯 据英国每日邮报报道,天王星和海王星是完全由密集气体云构成的冰冷星球,但是最新研究表明,它们的内核包含着奇特物质。科学家在这些冰冷巨行星内核高压环境中发现奇特的化合物,证实其内部是由奇特晶体构成。

这些化合物是较高不稳定物质原碳酸构成,由于原碳酸的原子结构类似于纳粹党十字记号,它也被称为“希特勒酸”。冰冻气态巨行星中心存在着巨大压力,其压力是地球海平面压力的400万倍,在密集大气层之下形成奇特的有机“塑料物质”。

莫斯科物理技术学院计算材料发现实验室主管阿提姆-奥加诺维(Artem Oganov)说:“像天王星和海王星这样的体积较小的气态巨行星,主要是由碳、氢和氧构成。我们发现在这些行星内核高压条件下会形成意想不到的化合物,意味着这些行星内核可能主要包含一些物殊物质。”

这项最新研究报告发表在近期出版的《科学报告》杂志上,他们通过计算预测高压条件下形成的晶体结构和化合物。之前研究表明,在超级地球行星内部压力条件下,未知盐变体将比普通盐具有更多的钠和氯原子。同时,他们还发现在高压条件下也会形成新的镁、硅和铝氧化物。然而,研究小组决定观察当碳、氢和氧组成的有机分子处于该压力条件下将发生怎样的变化,它们是存在于天王星和海王星大气层中的主要元素。

奥加诺维教授说:“这是一个非常重要的系统,因为所有有机化合物‘依赖’碳、氢和氧这三种元素,到目前为止我们并不清楚在极端压力和温度条件下会发生何种变化。此外,它们对于这些气态巨行星的化学成分具有至关重要的意义。”

海王星内核压力达到地球大气压力的800万倍,天王星内核压力达到地球大气压力的790万倍。奥加诺教授和研究小组发现93吉帕斯卡(大约地球大气压力930000倍),甲烷开始分解。

他们发现较重的碳氢化合物在400吉帕斯卡(大约地球大气压力400万倍)压力下,几种新的物质开始形成,其中包括一种独特笼形包合物——能够将其它化合物诱捕其中的氢和甲烷晶格形式。同时,他们发现碳酸变得具有热力学稳定性,该物质正常需要强酸保持其合成性,仅存在于非常低温度的真空环境中。它们可能在天王星和海王星岩石金属内核周围形成较厚的层状结构。

它们形成于0.95吉帕斯卡,大约是地球大气压力1万倍,被认为类似于木卫二等冰冷卫星内部压力。奥加诺维教授说:“之前认为这些卫星的海洋直接接触岩石内核,并在其中发生化学反应。我们的研究表明,卫星内核应当被结晶碳酸‘包裹’,这意味着内核与海洋之间的反应是不可能发生的。”


(作者:悠悠/编译)
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