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 Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?
Авторы нового исследования выяснили, что жители каменного века начали целенаправленно менять окружающую среду в южной части Норвегии задолго до появления земледелия. Приблизительно 7000 лет назад они переселили рыбу в одно из горных озер и таким образом создали новый источник пищи, а затем построили сложную систему ловушек, которая прослужила не одно столетие.
В позднеантичном Риме императорским указом мужчинам запретили носить длинные волосы. Автор нового исследования пришел к выводу, что введение этого запрета объяснялось необходимостью сохранения римской идентичности в условиях усиливающегося распада империи и нарастающего торжества варваров.
Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?
Авторы нового исследования выяснили, что жители каменного века начали целенаправленно менять окружающую среду в южной части Норвегии задолго до появления земледелия. Приблизительно 7000 лет назад они переселили рыбу в одно из горных озер и таким образом создали новый источник пищи, а затем построили сложную систему ловушек, которая прослужила не одно столетие.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина разработали синтетическое масло для газопоршневых двигателей, позволяющее снизить расход топливного метана на семь процентов. Продукт разработан в целях импортозамещения в сфере энергетики. Разработка открывает новые возможности распределенной энергетики на Крайнем Севере, Дальнем Востоке и других территориях без центральных сетей.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Видеосервисы стали неотъемлемой частью жизни россиян. В 2026 году охваты большинства платформ продолжают расти, в том числе YouTube.
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