土星的衛星土衛六大氣中含有一種奇怪的有機化學物質

2020-11-08 流芳科學

土星的衛星泰坦（Titan）一直在變得越來越怪異，並且在科學家對地球以外生命的希望方面更具吸引力。土衛六也許是我們太陽系中最像地球的地方，除了各種成分混雜在一起：地下的海洋，水冰而不是巖石的地貌，有機化合物的雨水，甚至比我們自己都稠密的大氣層。現在，有兩項新的研究發現使這顆奇怪的月亮更加吸引人，它們確定了泰坦大氣中一種意想不到的化學物質，並證明了比科學家先前意識到的更為複雜的表面現象。

  • 土星衛星泰坦的六幅圖像，包含了NASA卡西尼號太空飛行器收集的13年數據。圖片：©NASA / JPL-Caltech /南特大學/亞利桑那大學）

美國宇航局馬裡蘭州戈達德太空飛行中心的天體生物學家梅利莎·特納（Melissa Trainer）認為泰坦是一個真實的實驗室，當生命在這裡扎堆時，可以看到與古代地球相似的化學物質。該任務將於2027年發射到泰坦並於2034年到達。科學家對泰坦化學的著迷是使新發現如此有趣的原因。研究人員將智利的阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列（ALMA）對準月球，發現了環丙烯基的化學特徵，該化合物是由三個碳原子和兩個氫原子組成的笨拙的三角形化合物。

戈達德的行星科學家康納·尼克森認為泰坦在我們的太陽系中是獨一無二的。事實證明，它是新分子的寶庫。環丙烯基只是其中的最新化合物。研究人員說，但是發現它是令人驚訝的，因為鮮為人知的化學物質非常友好：如果附近有其他化合物，它們會發生反應，從而消除環丙烯鍵。因此，儘管科學家已經在宇宙中發現了這種化合物，但它通常存在於恆星系統之間的廣闊，寒冷，近空的區域內，儘管在月球稀薄的高層大氣中才發現這種化學物質，但這種環境幾乎不像泰坦那樣。

新發現的化合物也很有趣，因為它是土衛六發現的第二種化學物質，其中碳原子相互鎖定，形成環狀骨架。具有這種結構類型的其他化學物質對於構成DNA信息包含部分的分子至關重要。戈達德天體生物學家亞歷山大·塞倫認為它們的循環性質打開了化學的這一額外分支，使可以構建這些生物學上重要的分子。 研究人員隨後檢查了NASA卡西尼號任務收集的存檔數據，該任務從2004年至2017年研究了土星系統，並在這些觀測中發現了支持環丙烯的證據。在泰坦的高層大氣中發現這種誘人的化合物特別引人入勝，因為科學家認為，該區域中受陽光碟機動的反應將泰坦的簡單化合物轉變為越來越複雜的重分子，最終落到月球表面。

不斷變化的隕石坑

該表面是最近關於奇異月亮的另一個發現的地點，當研究人員研究有關土衛六表面上九個主要隕石坑的卡西尼號數據時就出現了。首先，他們意識到這些火山口具有兩種不同的風味，並且在地理位置上是分開的。在土衛六赤道周圍，隕石坑位於沙丘中，僅包含有機物質，然後撒上沙子。在該地區的北部和南部，在平原上發現了隕石坑，其中包括水冰和有機物質，然後將其倒入甲烷雨中，帶走了吹入其中的沙子。

我們研究結果中最令人興奮的部分是，我們發現了隕石坑中隱藏著土衛六動態表面的證據，這使我們能夠推斷出迄今為止土衛六表面演化情況的最完整的故事之一，我們的分析提供了更多證據，證明泰坦在當今仍然是一個充滿活力的世界。研究人員研究的地點之一是Selk，科學家在該地點發現了一個由有機物質覆蓋的火山口，沒有甲烷雨的跡象。但是，Selk Crater有一些特別的功能-蜻蜓已經計劃去探訪隕石坑並將其發現，這將使科學家們更好地了解泰坦的表面狀況。

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