泰坦星大气的秘密被揭示,银河宇宙射线影响

刘军连挂号 http://m.39.net/news/a_9362231.html

泰坦星,是土星的第六颗卫星(按照人类发现的先后顺序),浓厚的大气层让它成为人类眼中的一颗有望产生生命的星球,所以它一直都是各类科学家想要研究的对象。对于土卫六的大气,一直以来都是科学家们研究的重点,包括它的地表成分等都是科学家们的研究重点。

时间总会证明一切,科学家们的付出也得到了回报,通过研究所得到的结果,科学家们终于还是揭示了土卫六大气层的许多秘密,并且将其结果发布到了著名的科学网站上面,让大众得以了解到自己心中适合产生生命的星球大气到底是怎样的!

而对于宇宙射线来说,大家可能再也熟悉不过了吧!说不定现在你的周围就存在着宇宙射线,不过这个宇宙射线已经被地球的大气层过滤得所剩无几了,还有就是来自宇宙各地的中微子此刻也有可能正在穿透的身体,随后穿过地球到达另一端。宇宙射线太空中能够很明显的探测到,但因为太阳风的影响,科学家们还需要将太阳风剥离得到真正的宇宙射线。

行星科学家使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)揭示了土星最大的卫星泰坦的大气秘密。研究小组在泰坦的大气层中发现了化学痕迹,这表明来自太阳系外的宇宙射线影响了含氮有机分子形成的化学反应。这是对此类过程的首次观测确认,并影响了人们对土卫六迷人环境的理解。

泰坦吸引了很多人的兴趣,因为它独特的大气中有许多有机分子,形成了一个生命起源前的环境。东京大学的科学家Iino和他的团队利用ALMA揭示了泰坦大气中的化学过程。他们在ALMA数据中发现了乙腈(CH3CN)及其稀有的同位素CH3C15N微弱而稳定的信号。

我们发现乙腈中14N的丰度高于其他含氮物种,如HCN和HC3N。随后Iino又接着说:“这与最近计算机模拟高能宇宙射线的化学过程非常吻合”。

在大气的化学过程中有两个重要的参与者——来自太阳的紫外线和来自太阳系外的宇宙射线

在上层大气中,紫外线选择性地破坏含有15N的氮分子,因为与14N14N相互作用的特定波长的紫外线在那个高度很容易被吸收。因此,在那个海拔产生的含氮物种往往表现出较高的15N丰度。另一方面,宇宙射线穿透更深,与含14N的氮分子相互作用。因此,14N和15N的分子丰度存在差异。研究小组发现,平流层中的乙腈在14N中的含量比之前测量的其他含氮分子要多。

我们认为银河宇宙射线在其他太阳系天体的大气中起着重要的作用。“这个过程可能是普遍的,所以了解宇宙射线在泰坦中的作用对整个行星科学来说是至关重要的。”

泰坦是阿尔玛观测中最受欢迎的天体之一。利用ALMA获得的数据需要进行校准,以消除由于现场天气变化和机械故障引起的波动。作为参考,天文台的工作人员经常在科学观测中把望远镜对准明亮的光源,比如泰坦。因此,大量的Titan数据存储在ALMA科学档案中。Iino和他的团队深入到档案中,重新分析了泰坦的数据,发现了微量CH3C15N的细微指纹。

论文和研究团队,这些观测结果发表在年2月的《天体物理学杂志》上

研究团队成员为:东京大学的Iino、京都产业大学的HideoSagawa和日本国家天文台的TakashiTsukagoshi。这项研究得到日本通信发展基金会(JSPSKAKENHI,编号17K和19K)、美国国家自然科学研究所天体生物学中心的支持。

参考文献:“用ALMA测量土卫六大气CH3CN中的14N/15N同位素比值”,Iino、HideoSagawa和TakashiTsukagoshi,年2月17日,天体物理学杂志,-.DOI:10.//ab66b0。

阿塔卡玛大型毫米波/亚毫米波阵列(ALMA),国际天文设备,是欧洲天文学研究组织的伙伴关系在南半球(ESO),美国国家科学基金会(NSF)和国家自然科学研究院(外祖母)日本与智利共和国的合作。阿尔玛由ESO代表会员国通过NSF合作加拿大国家研究理事会(NRC)和科技部(大部分)和外祖母与中央研究院合作(如台湾和韩国)的天文学和空间科学研究所(KASI)。欧共体的建设和运作由欧共体代表其成员国领导;

国家射电天文台(NRAO),由美国联合大学公司(AUI)管理,代表北美;并由日本国家天文台(NAOJ)代表东亚。联合阿尔玛天文台(JAO)统一领导和管理阿尔玛的建设、调试和运行。




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