土星最大的衛星土衛六，大氣層竟來自於內部？

土星最大的衛星土衛六(Titan)稠密大氣可能來自於其內部烘烤的有機物質。土衛六因其厚厚的大氣層(主要由氮氣構成)以及液態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。土衛六上的複雜分子，包括有機物質，也就是含有碳的物質，使其成為生命發展的理想場所(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：土衛六上無疑發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。因為土衛六是太陽系中唯一一顆擁有大量大氣層的衛星，所以科學家們很長時間以來一直想知道它的來源是什麼。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，形成土衛六的大氣層。

儘管這可能仍然是一個重要的過程，但它忽略了我們現在所知道彗星中相當大一部分的影響：複雜的有機物質。泰坦大氣的組成與彗星中發現的氮和其他物質的類型並不完全一致。另外，土衛六大氣中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星土衛六的照片，照片前景是土星的光環。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，那麼它是如何補充的呢？米勒的研究小組考慮了羅塞塔號宇宙飛船收集的關於彗星67P/Churyumov-Gerasimenko的數據。這些數據顯示彗星由半冰、四分之一的岩石和四分之一的有機物組成。這些存在於太陽系早期的物質，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併成更大的天體，比如土衛六，在它的核心可以發現高密度、富含有機物的岩石物質。

卡西尼號三次飛越土衛六的數據構顯示了土衛六稠密的大氣層掩蓋了表面。圖片：NASA / JPL /亞利桑那大學

根據計算，彗星中的這種有機物質，如果位於土衛六的核心，可以產生類似於今天衛星大氣層的氣體。衛星內部的熱模型表明，一個溫暖的環境可以補充甚至產生土衛六的大部分大氣。如果你煮東西，它會產生氣體，土衛六大約一半的氮氣和所有的甲烷可能來自於在溫暖的衛星內部烘烤的有機物。這項新研究的細節發表在2019年1月22日的《天體物理學》上。

2017年4月21日，美國國家航空航天局的卡西尼號飛船在最後一次近距離飛越這顆朦朧的、行星大小的衛星時，捕捉到了這張未經處理的土衛六圖像。圖片：NASA / JPL-Caltech /空間科學研究所

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

博科園-傳遞宇宙科學之美

我們小程序看更多：博科園

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！