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土星最大的卫星土卫六,大气层竟来自于内部?

2019-06-11来源:企业时报网?
土星最大的卫星土卫六,大气层竟来自于内部?

博科园-科学科普:天文学类

土星最大的卫星土卫六(Titan)稠密大气可能来自于其内部烘烤的有机物质。土卫六因其厚厚的大气层(主要由氮气构成)以及液态甲烷和乙烷海洋而吸引着科学家。大气层比地球的大气层厚,是太阳系中唯一一个表面有大量液体的天体。土卫六上的复杂分子,包括有机物质,也就是含有碳的物质,使其成为生命发展的理想场所(这是一个有一天可以在机器人潜艇帮助下进行探索的好地方)。这项新研究的第一作者、科罗拉多州博尔德市西南研究所的凯利米勒在一份声明中说:

土星最大的卫星土卫六,大气层竟来自于内部?

博科园-科学科普:土卫六上无疑发生了大量的有机化学反应,因此它是人们好奇的一个不可否认的来源。因为土卫六是太阳系中唯一一颗拥有大量大气层的卫星,所以科学家们很长时间以来一直想知道它的来源是什么。主要的理论是,来自彗星的氨冰在撞击或光化学作用下转化为氮,形成土卫六的大气层。尽管这可能仍然是一个重要的过程,但它忽略了我们现在所知道彗星中相当大一部分的影响:复杂的有机物质。泰坦大气的组成与彗星中发现的氮和其他物质的类型并不完全一致。另外,土卫六大气中5%的成分是甲烷,这又提出了另一个问题:

土星最大的卫星土卫六,大气层竟来自于内部?

  • 美国国家航空航天局卡西尼号宇宙飞船捕捉到了这张土星最大卫星土卫六的照片,照片前景是土星的光环。图片:NASA / JPL /空间科学研究所

它的反应很快,会形成有机物,落到地表,那么它是如何补充的呢?米勒的研究小组考虑了罗塞塔号宇宙飞船收集的关于彗星67P/Churyumov-Gerasimenko的数据。这些数据显示彗星由半冰、四分之一的岩石和四分之一的有机物组成。这些存在于太阳系早期的物质,也可以用来建造泰坦。外太阳系的彗星和原始天体非常有趣,因为它们被认为是太阳系剩下的组成部分。这些小天体可以被合并成更大的天体,比如土卫六,在它的核心可以发现高密度、富含有机物的岩石物质。

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  • 卡西尼号三次飞越土卫六的数据构显示了土卫六稠密的大气层掩盖了表面。图片:NASA / JPL /亚利桑那大学

根据计算,彗星中的这种有机物质,如果位于土卫六的核心,可以产生类似于今天卫星大气层的气体。卫星内部的热模型表明,一个温暖的环境可以补充甚至产生土卫六的大部分大气。如果你煮东西,它会产生气体,土卫六大约一半的氮气和所有的甲烷可能来自于在温暖的卫星内部烘烤的有机物。这项新研究的细节发表在2019年1月22日的《天体物理学》上。

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  • 2017年4月21日,美国国家航空航天局的卡西尼号飞船在最后一次近距离飞越这颗朦胧的、行星大小的卫星时,捕捉到了这张未经处理的土卫六图像。图片:NASA / JPL-Caltech /空间科学研究所

博科园-科学科普|研究/来自:西南研究院

文: Sarah Lewin/Space

参考期刊文献:《天体物理学 》

DOI: 10.3847/1538-4357/aaf561

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航空航天 土星 物理 太阳系 彗星
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