卡西尼號新發現:土衛六大氣含機分子的證據

卡西尼號探測器在土衛六高層大氣中發現了有機分子形成的證據。

科學家們早就知道,土星的衛星之一土衛六的低層大氣中包含有機浮質,或者被稱為tholin,它們是由像甲烷和氮這樣的簡單的有機分子構成的。研究人員曾猜測這些有機浮質可以在數百公里的高度上形成。現在由卡西尼號探測器攜帶的三個粒子分光儀收集的最新資訊表明,在土衛六大於一千米高度的大氣中也有有機浮質形成。這些結果還表明有機浮質的形成機制不同於以前的設想。

西南研究所、堪薩斯州大學、倫敦大學學院和位於聖安東尼奧的得克薩斯大學的科學家們在論文《土衛六高層大氣中有機浮質的形成過程》中報告了這些觀測結果。研究報告發表于五月十一日發行的《科學》雜誌上。西南研究所空間科學與工程部的科學家亨特·韋特(HunterWaite)博士說,“有機浮質是非常大的複雜有機分子,它們也包括生命的化學前身。了解有機浮質如何形成能夠對洞察太陽系生命起源之謎提供貴重的幫助。”亨特·韋特還是卡西尼號探測器離子和中性粒子質譜儀科學家團隊的領導。

在卡西尼號探測器首次研究土衛六期間,離子和中性粒子質譜儀顯示土衛六大氣主要由氮與甲烷組成。卡西尼號探測器最近一次飛越土衛六時獲得的數據意義重大,它檢測到了苯的存在。苯是形成芳烴化合物的關鍵成分。同時,卡西尼號探測器上的兩個另外的感測器,離子束分光儀和電子分光儀探測發現了較大的正負離子。離子束分光儀和電子分光儀也是卡西尼號探測器等離子體光譜儀的一部分。

西南研究所科學家大衛·楊博士說,“這些負離子非常令人驚奇。這暗示它們在從碳和氮的前身構成有機浮質過程中發揮意外的作用。”大衛·楊博士也是卡西尼號探測器等離子體光譜儀研究的領導人。

倫敦大學學院穆拉德空間科學實驗室研究人員安德魯·扣茲(AndrewCoates)博士說,“另外的一個驚奇點是在卡西尼號探測器以更低的高度飛越其表面時我們看到了大量負離子。這一新發現非常重要的,粒子數量代表著這一位置電離層的比例。”

韋特補充說,“我們的分析認為這些有機化合物是通過中性離子化學反應形成的,電子分光儀能夠發現中性離子化學反應產生的這些複雜的負離子。”

卡西尼-惠更斯項目是一個美國國家航空航太局、歐洲航太局和義大利航太局的合作項目。美國國家航空航太局的噴氣推進實驗室是加利福尼亞理工學院的分部,負責替美國國家航空航太局科學任務理事會管理卡西尼-惠更斯項目。卡西尼號軌道飛行器是在噴氣推進實驗室設計、研發和組裝的。