科學家發現土衛六乾枯湖床潛在神秘結晶物質

使用澳大利亞同步加速器,研究人員發現一種類似土衛六環境下的物質原子結構,並表示這是理解土衛六潛在生命宜居條件的重要線索。

據英國每日郵報報道,目前,科學家最新發現一種物質能夠解釋土衛六表面乾枯湖床的形成過程,並揭曉這顆土星最大衛星的水分循環。

來自澳大利亞核科學和技術組織(ANSTO)的研究人員使用澳大利亞同步加速器,探測到在類似土衛六的環境條件下一種物質的原子結構。研究證實該原子結構具有晶體分布,暗示該物質可能形成於土衛六蒸發的湖泊之中,這與地球上鹽水蒸發殘留鹽粒晶體是相同的。

最新發現的物質是有機苯和乙烷的共晶體,形成於零下179.2攝氏度,這一溫度是土衛六的表面溫度。據悉,該物質最初是由美國宇航局噴氣推進實驗室研究人員使用光譜儀鑒別發現的。

近期,ANSTO的海倫-梅納德-凱斯利(Helen Maynard-Casely)使用同步加速器的粉末衍射設備,對該物質進行了X射線和電子交互反應,實驗室研究人員模擬土衛六的冷凍環境條件,發現該物質的晶格結構,它們是基於純粹苯的結構。

凱斯利說:「此前未在外星物質中發現這種類型的結構,令人驚奇的是,該結構很可能像是地球氣溫條件下氫鍵與氧結合在一起,在一種對稱幾何學結構中,苯分子環繞乙烷,形成一個框架結構,具有一個通道使乙烷之後佔用。」

研究人員解釋稱,該物質結構形成於低溫條件暗示著它們形成於土衛六湖泊蒸發階段,土衛六「水分循環」是受甲烷和乙烷驅動,而不像是地球上的水。在地球上,當湖泊蒸發之後交殘留一些蒸發物質,包括鹽和水合物。但是研究人員表示土衛六發現的這種新物質缺少這些因素。

凱斯利指出,我非常驚奇地看到這種新物質中存在著苯和乙烷晶體,尤其在較低溫度條件下。我認為很可能該物質形成於土衛六湖泊乾枯階段(卡西尼探測器現已探測到一些乾枯湖泊),土衛六湖泊中的液體是由甲烷和乙烷混合而成,甲烷將蒸發,殘留乙烷物質在物質結構之中。

早期研究發現土衛六具有濃密的大氣層,雲層、以及由甲烷和乙烷構成的海洋和湖泊。同時,山脈和沙丘被認為是由碳氫合物顆粒構成。凱斯利說:「儘管事實上這些化學物質存在著差異性,但我們仍看到地球和土衛六之間存在著許多相似性,例如:土衛六乾枯湖床形成的殘留物質。然而蒸發物質目前仍未探測到,現在缺少雲層和湖泊之間的中介物質。」

下一步探索研究土衛六物質將面臨更多的挑戰,通常我們認為地球水基水分循環是非常獨特的,但近期研究發現其它天體(例如:冥王星等)也存在著水分循環證據。土衛六表面溫度非常寒冷,研究人員解釋稱這一過程形成於較長的時期。凱斯利表示,未來或將發現土衛六更多的秘密,一旦我們掌握該物質的詳細信息,將解釋土衛六奇特表面結構是如何形成的。(悠悠/編譯)

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