© Naukatv.ru
Предпосылкой исследования стал неразрешенный вопрос о Титане: что происходит с циановодородом после его образования в атмосфере спутника? Осаждается ли он многометровым слоем на поверхности или каким-то образом взаимодействует с окружающей средой? В поисках ответа в Лаборатории реактивного движения NASA в Калифорнии смешали циановодород с метаном и этаном при −180 °C — и не поверили своим глазам: образовался твердый раствор. Озадаченные экспериментаторы обратились к Мартину Раму.
«Это привело к захватывающему теоретическому и экспериментальному сотрудничеству между Чалмерсом и NASA. Мы задались немного безумным вопросом: можно ли объяснить измерения существованием кристаллической структуры, в которой метан или этан смешаны с циановодородом? Это противоречит химическому правилу "подобное растворяется в подобном", которое, по сути, гласит, что сочетать эти полярные и неполярные вещества невозможно», — объяснил он.
Расширение границ химии
В Чалмерсе провели масштабное компьютерное моделирование, чтобы протестировать тысячи различных способов организации молекул в твердом состоянии. Оказалось, алканы проникают в кристаллическую решетку циановодорода и образуют стабильные структуры — со-кристаллы.
«Это может происходить при очень низких температурах, подобных условиям на Титане. Наши расчеты предсказали не только то, что неожиданные смеси стабильны в условиях Титана, но и спектры света, которые хорошо совпадают с измерениями НАСА», — отметил Рам.
Открытие бросает вызов одному из самых известных правил химии, но Мартин Рам не считает, что пришло время переписывать учебники по химии: «Я рассматриваю это как прекрасный пример того, как в химии сдвигаются границы и общепринятое правило не всегда работает».
Проверить выкладки химиков предстоит вертолету Dragonfly, который должен исследовать Титан в 2034 году. А пока Мартин Рам продолжит изучение химии циановодорода в сотрудничестве с НАСА.
«Циановодород встречается во многих уголках Вселенной, например, в крупных пылевых облаках, в атмосферах планет и в кометах. Результаты нашего исследования могут помочь понять, что происходит в других холодных средах космоса. И, возможно, мы сможем выяснить, способны ли другие неполярные молекулы также проникать в кристаллы циановодорода, и если да, то какие последствия это может иметь для химии, предшествовавшей возникновению жизни», — заключил он.
В озерах Титана теоретически могут появиться ранние формы клеток — исследование
Ученые рассказали, как почувствует себя человек на Титане
Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram
Источник: rambler