科技日報北京1月24日電(記者劉霞)據(jù)物理學家組織網(wǎng)23日報道,美國科學家揭示了土衛(wèi)六最大的謎團之一——其上稠密且富含氮氣的大氣層的起源。他們的新研究認為,土衛(wèi)六大氣層或源于該天體內(nèi)部的有機物。
土衛(wèi)六是土星最大的衛(wèi)星,擁有非常濃厚的大氣層,這使它在太陽系的衛(wèi)星家族中獨具特色。此外,它也是太陽系內(nèi)除地球外唯一一顆地表上流淌著大量液體的天體,但土衛(wèi)六擁有的是液態(tài)碳氫化合物而非水。
研究論文第一作者、西南研究所空間科學與工程部科學家凱莉·米勒博士說:“土衛(wèi)六的大氣層極為稠密,比地球的大氣層還厚,主要由氮氣組成。因為土衛(wèi)六是太陽系中唯一擁有穩(wěn)定大氣層的衛(wèi)星,科學家一直希望厘清其大氣來源。目前的大部分理論認為,來自彗星的氨冰通過撞擊或光化學反應轉(zhuǎn)化為氮氣,從而形成土衛(wèi)六的大氣層。盡管這可能是一個重要的過程,但它忽略了復雜有機物的影響,而我們現(xiàn)在知道,復雜有機物是彗星非常重要的一部分。”
此外,土衛(wèi)六大氣層還有一點非常奇特:其甲烷含量約為5%,這些甲烷會迅速反應形成有機物,而這些有機物會逐漸降落到土衛(wèi)六的表面。因此,土衛(wèi)六大氣層中的甲烷要么必須以某種方式得到補充,要么當前這段時間對土衛(wèi)六而言只是一個獨特的時期。
為揭示土衛(wèi)六的大氣層之謎,米勒將科學家在隕石中發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)有有機物數(shù)據(jù)與之前的土衛(wèi)六內(nèi)部熱模型結(jié)合起來,看能產(chǎn)生多少氣態(tài)物質(zhì),以及這一數(shù)值是否與其大氣層現(xiàn)在的情況相當。結(jié)果她發(fā)現(xiàn),土衛(wèi)六大氣層中約一半的氮和幾乎所有甲烷,都可能來自這些有機物,在土衛(wèi)六形成之初,這些有機物就被納入其中。
米勒說:“外太陽系內(nèi)的彗星和原始天體非常有趣,因為它們被認為是太陽系構(gòu)成成分的殘余物,這些小天體可被合并進土衛(wèi)六這樣更大天體的內(nèi)部,亦因此,可在這些大天體的核心找到密集且富含有機物的巖石材料。”
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