Правило «подобное растворяется в подобном» не сработало на Титане
В густой оранжевой дымке Титана, где температура опускается до минус 180 градусов Цельсия, происходят невозможные по земным меркам химические реакции: молекула циановодорода (HCN), рожденная в атмосфере из азота, метана и этана, могла сформировать кристаллы, объединяющие вещества противоположной природы.
Ледяная луна Сатурна — Титан — единственное тело в Солнечной системе, кроме Земли, где на поверхности есть моря и озера. Правда, наполнены они не водой, а жидким метаном, который, в условиях криогенной среды и плотной атмосферы, циркулирует так же, как вода на Земле. Ранее в Северном полушарии спутника зафиксировали образование метановых облаков, из которых время от времени проливаются дожди из углеводородов (метана и этана).
Особый интерес для ученых представляет циановодород (HCN) — полярная молекула, образующаяся в верхних слоях холодной атмосферы Титана. Именно она запускает цепочку реакций, ведущих к образованию аминокислот и других компонентов, необходимых для существования примитивных форм жизни.
Более того, с ней связаны так называемые толины — внеземные органические вещества, которые также наблюдают на спутнике Нептуна Тритоне, кометах и карликовой планете Седне. Результаты ранее проведенных исследований, моделирующих образование туманов на Титане, показали, что толины могут изменять структуру и химический состав под действием жидкого метана при экстремально низких температурах.
Поскольку циановодород на этой луне присутствует в облаках и аэрозолях, ученые предположили, что он может либо оседать на поверхности — если это действительно так, то за миллиарды лет там должно было накопиться несколько метровых слоев, — либо каким-либо образом взаимодействовать с окружающей средой.
Расставить все точки над «i» решила международная исследовательская группа под руководством Мартина Рама (Martin Rahm) при участии Фернандо Искьердо-Руиса (Fernando Izquierdo-Ruiz) из Технического университета Чалмерса (Швеция). Для этого они провели эксперимент, конденсируя пары метана и этана на кристаллах циановодорода при температурах, близких к условиям поверхности луны (около минус 180 градусов Цельсия).
Результаты научной работы, опубликованной в журнале PNAS, показали, что на Титане могут формироваться необычные кристаллы, в которых соединяются полярные и неполярные вещества. Открытие нарушает незыблемое правило химии «подобное растворяется в подобном», согласно которому вещество лучше растворяется в жидкости, если обладает той же полярностью и сходными прочими характеристиками. То есть в привычных земных условиях капля масла не растворится в воде, в отличие от капли спирта (этанола).
Однако на Титане полярный циановодород прекрасно смешивается с неполярными метаном и этаном: сконденсировав пары углеводородов на кристаллы HCN в серии экспериментов, Рам и Искьердо-Руис применили метод спектроскопии и с его помощью зафиксировали характерные смещения спектральных линий. Именно эти небольшие «сдвиги» указали на усиление водородных связей после внедрения углеводородных молекул в структуру кристаллов циановодорода. Результаты подтвердили с помощью компьютерного моделирования.
Оказалось, что образованные стабильные структуры — со-кристаллы — и даже твердые растворы оставались устойчивыми в условиях, характерных для поверхности Титана. Энергетическая разница между чистыми веществами и полученными структурами при этом была настолько мала (всего 0,5-1 килоджоулей на моль), что со-кристаллы на спутнике Сатурна могли возникать спонтанно. Наиболее прочными были структуры, содержащие около 10-20% этана.
Эти «невозможные» кристаллы, судя по всему, играют важную роль в «минералогии» Титана: отложения циановодорода на поверхности луны могут взаимодействовать с углеводородами. Они удерживают их в кристаллическом состоянии, тем самым создавая своеобразные «резервуары» метана и этана.
Если выводы ученых верны, то при изменении температуры и давления со-кристаллы будут высвобождаться, что приведет к эрозии и изменениям формы ландшафта. Этот процесс также может объяснить загадочные «метановые острова» — временные образования, наблюдаемые на поверхности метановых морей.
Авторы статьи отметили, что их работа — важный шаг в понимании химии ледяных миров. Окончательно подтвердить существование со-кристаллов исследователи надеются с помощью миссии NASA Dragonfly, которая должна прибыть на Титан в 2034 году и, по плану, работать на поверхности спутника газового гиганта.
Telegram 
Дзен 
VK Госдолг США достиг 40 триллионов долларов и растет все быстрее и быстрее. На Западе переполох: при таких размерах его не выплатить. Следовательно, полагают многие, надо решить проблему как древние шумеры — долг обнулить и начать занимать заново. Рецепт кажется здравым, но есть нюансы. Причем поучительнее всего они даже не для Штатов, а, как ни странно, именно для России.
Обычно место соединения двух деталей, даже из одного материала — слабая точка изделия. Но правильно сваренные друг с другом куски полиэтилена это правило нарушали, хотя ученые и не понимали почему.
Телескоп «Роман» в несколько раз превосходит любого из своих американских предшественников по числу мегапикселей в матрице и будет отправлять на Землю больше данных, чем любой другой космический телескоп из когда-либо созданных. С его помощью астрономы надеются и прояснить природу темной энергии и материи, и найти немало новых экзопланет — в особенности планет-бродяг
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
Госдолг США достиг 40 триллионов долларов и растет все быстрее и быстрее. На Западе переполох: при таких размерах его не выплатить. Следовательно, полагают многие, надо решить проблему как древние шумеры — долг обнулить и начать занимать заново. Рецепт кажется здравым, но есть нюансы. Причем поучительнее всего они даже не для Штатов, а, как ни странно, именно для России.
Телескоп «Роман» в несколько раз превосходит любого из своих американских предшественников по числу мегапикселей в матрице и будет отправлять на Землю больше данных, чем любой другой космический телескоп из когда-либо созданных. С его помощью астрономы надеются и прояснить природу темной энергии и материи, и найти немало новых экзопланет — в особенности планет-бродяг
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии