土星最大的衛(wèi)星土衛(wèi)六(Titan)稠密大氣可能來自于其內(nèi)部烘烤的有機物質(zhì)。土衛(wèi)六因其厚厚的大氣層(主要由氮氣構成)以及液態(tài)甲烷和乙烷海洋而吸引著科學家。

大氣層比地球的大氣層厚，是太陽系中唯一一個表面有大量液體的天體。土衛(wèi)六上的復雜分子，包括有機物質(zhì)，也就是含有碳的物質(zhì)，使其成為生命發(fā)展的理想場所(這是一個有一天可以在機器人潛艇幫助下進行探索的好地方)。這項新研究的第一作者、科羅拉多州博爾德市西南研究所的凱利米勒在一份聲明中說：

博科園-科學科普：土衛(wèi)六上無疑發(fā)生了大量的有機化學反應，因此它是人們好奇的一個不可否認的來源。因為土衛(wèi)六是太陽系中唯一一顆擁有大量大氣層的衛(wèi)星，所以科學家們很長時間以來一直想知道它的來源是什么。主要的理論是，來自彗星的氨冰在撞擊或光化學作用下轉化為氮，形成土衛(wèi)六的大氣層。盡管這可能仍然是一個重要的過程，但它忽略了我們現(xiàn)在所知道彗星中相當大一部分的影響：復雜的有機物質(zhì)。泰坦大氣的組成與彗星中發(fā)現(xiàn)的氮和其他物質(zhì)的類型并不完全一致。另外，土衛(wèi)六大氣中5%的成分是甲烷，這又提出了另一個問題：

美國國家航空航天局卡西尼號宇宙飛船捕捉到了這張土星最大衛(wèi)星土衛(wèi)六的照片，照片前景是土星的光環(huán)。圖片：NASA / JPL /空間科學研究所

它的反應很快，會形成有機物，落到地表，那么它是如何補充的呢？米勒的研究小組考慮了羅塞塔號宇宙飛船收集的關于彗星67P/Churyumov-Gerasimenko的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)顯示彗星由半冰、四分之一的巖石和四分之一的有機物組成。這些存在于太陽系早期的物質(zhì)，也可以用來建造泰坦。外太陽系的彗星和原始天體非常有趣，因為它們被認為是太陽系剩下的組成部分。這些小天體可以被合并成更大的天體，比如土衛(wèi)六，在它的核心可以發(fā)現(xiàn)高密度、富含有機物的巖石物質(zhì)。

根據(jù)計算，彗星中的這種有機物質(zhì)，如果位于土衛(wèi)六的核心，可以產(chǎn)生類似于今天衛(wèi)星大氣層的氣體。衛(wèi)星內(nèi)部的熱模型表明，一個溫暖的環(huán)境可以補充甚至產(chǎn)生土衛(wèi)六的大部分大氣。如果你煮東西，它會產(chǎn)生氣體，土衛(wèi)六大約一半的氮氣和所有的甲烷可能來自于在溫暖的衛(wèi)星內(nèi)部烘烤的有機物。這項新研究的細節(jié)發(fā)表在2019年1月22日的《天體物理學》上。

博科園-科學科普｜研究/來自：西南研究院

文:?Sarah Lewin/Space

參考期刊文獻:《天體物理學?》

DOI: 10.3847/1538-4357/aaf561

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