土星最大的衛(wèi)星土衛(wèi)六(Titan)稠密大氣可能來(lái)自于其內(nèi)部烘烤的有機(jī)物質(zhì)。土衛(wèi)六因其厚厚的大氣層(主要由氮?dú)鈽?gòu)成)以及液態(tài)甲烷和乙烷海洋而吸引著科學(xué)家。大氣層比地球的大氣層厚，是太陽(yáng)系中唯一一個(gè)表面有大量液體的天體。土衛(wèi)六上的復(fù)雜分子，包括有機(jī)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(chǎng)所(這是一個(gè)有一天可以在機(jī)器人潛艇幫助下進(jìn)行探索的好地方)。這項(xiàng)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(shuō)：

博科園-科學(xué)科普：土衛(wèi)六上無(wú)疑發(fā)生了大量的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)，因此它是人們好奇的一個(gè)不可否認(rèn)的來(lái)源。因?yàn)橥列l(wèi)六是太陽(yáng)系中唯一一顆擁有大量大氣層的衛(wèi)星，所以科學(xué)家們很長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)一直想知道它的來(lái)源是什么。主要的理論是，來(lái)自彗星的氨冰在撞擊或光化學(xué)作用下轉(zhuǎn)化為氮，形成土衛(wèi)六的大氣層。

盡管這可能仍然是一個(gè)重要的過(guò)程，但它忽略了我們現(xiàn)在所知道彗星中相當(dāng)大一部分的影響：復(fù)雜的有機(jī)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(lèi)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(gè)問(wèn)題：

美國(guó)國(guó)家航空航天局卡西尼號(hào)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(xué)研究所

它的反應(yīng)很快，會(huì)形成有機(jī)物，落到地表，那么它是如何補(bǔ)充的呢？米勒的研究小組考慮了羅塞塔號(hào)宇宙飛船收集的關(guān)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(jī)物組成。這些存在于太陽(yáng)系早期的物質(zhì)，也可以用來(lái)建造泰坦。外太陽(yáng)系的彗星和原始天體非常有趣，因?yàn)樗鼈儽徽J(rèn)為是太陽(yáng)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(jī)物的巖石物質(zhì)。

卡西尼號(hào)三次飛越土衛(wèi)六的數(shù)據(jù)構(gòu)顯示了土衛(wèi)六稠密的大氣層掩蓋了表面。圖片：NASA / JPL /亞利桑那大學(xué)

根據(jù)計(jì)算，彗星中的這種有機(jī)物質(zhì)，如果位于土衛(wèi)六的核心，可以產(chǎn)生類(lèi)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(gè)溫暖的環(huán)境可以補(bǔ)充甚至產(chǎn)生土衛(wèi)六的大部分大氣。如果你煮東西，它會(huì)產(chǎn)生氣體，土衛(wèi)六大約一半的氮?dú)夂退械募淄榭赡軄?lái)自于在溫暖的衛(wèi)星內(nèi)部烘烤的有機(jī)物。這項(xiàng)新研究的細(xì)節(jié)發(fā)表在2019年1月22日的《天體物理學(xué)》上。

2017年4月21日，美國(guó)國(guó)家航空航天局的卡西尼號(hào)飛船在最后一次近距離飛越這顆朦朧的、行星大小的衛(wèi)星時(shí)，捕捉到了這張未經(jīng)處理的土衛(wèi)六圖像。圖片：NASA / JPL-Caltech /空間科學(xué)研究所

博科園-科學(xué)科普｜研究/來(lái)自：西南研究院

文: Sarah Lewin/Space

參考期刊文獻(xiàn):《天體物理學(xué) 》

DOI: 10.3847/1538-4357/aaf561

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