最新觀測結果顯示土衛六同溫層存在獨特冰雲

如圖所示，這是卡西尼探測器拍攝到土衛六大氣層的一個巨大雲層系統。

騰訊太空訊 據科學新聞網站報道，目前，卡西尼任務科學家認為，土衛六同溫層二氰乙炔冰雲的形成可以通過冰晶微粒中的「固態」化學過程進行解釋。

二氰乙炔冰雲位於土衛六同溫層，是由二氰乙炔(C4N2)化合物構成，該物質使土衛六大氣層呈現褐橙色。之前美國宇航局「航行者1號」探測器曾觀測到類似的冰雲，此後科學家提出了置疑：他們僅探測到滿足雲層凝結不足1%的二氰乙炔氣體。

近期卡西尼探測器最新觀測發現類似的結果，使用卡西尼合成紅外光譜儀(CIRS)，科學家發現大量高空雲層是由相同的冰凍二氰乙炔構成。正如之前「旅行者1號」的勘測結果，CIRS光譜儀發現蒸汽形式的二氰乙炔，並證實土衛六同溫層像沙漠一樣乾燥。

CIRS光譜儀研究員、美國宇航局戈達德太空飛行中心凱莉-安德森(Carrie Anderson)博士說：「二氰乙炔冰雲與我們知道的土衛六雲層形式完全不同，這種形成雲層的典型過程涉及到凝結，在地球上我們熟悉水的蒸發和凝結循環，同樣地土衛六對流層也存在著類似的循環，而是甲烷代替水。」

在土衛六冬季南北極的同溫層出現不同凝結過程，同溫層位於對流層之上，在這種情況下，伴隨著全球性循環模式溫暖氣體向下運行至極地附近，雲層開始出現凝結，當氣體穿過逐漸寒冷的極地同溫層時它們開始凝結。無論以哪種方式，當氣溫和壓力有利於蒸汽凝結成冰時，雲層會逐漸形成。氣溫和壓力控制下，蒸汽和冰達到一個平衡點，由於這個平衡點的存在，科學家能夠預測冰存在的位置會有大量蒸汽。

來自戈達德太空飛行中心的羅伯特-桑謬森(Robert Samuelson)博士指出，對於凝結的雲層，這種平衡點具有強制性，就像萬有引力定律一樣。科學家推斷稱，CIRS光譜儀觀測的雲層頂部需要100倍以上的蒸汽形成冰雲結構。一種解釋認為，早期階段蒸汽可能存在，但是「旅行者1號」探測器在關鍵性波長範圍勘測靈敏度較差。但當CIRS光譜儀未發現蒸汽，研究人員提出一個完全不同的解釋，他們認為C4N2冰的形成是基於基因類似冰晶微粒的反應，這一過程叫做「固態化學過程」，同時該反應涉及到冰，或者形成該化學物質的固態形式。

他們認為第一階段是形成丙炔腈(HC3N)的冰晶微粒，伴隨著這些冰晶微粒向下移動至土衛六同溫層，它們將覆蓋一層氰化氫(HCN)，在這一階段，冰晶微粒擁有兩種不同化學物質構成的內核和外殼。偶爾紫外線光子接觸冷凍外殼，並在冰晶微粒上發生一系列化學反應，這些反應可在內核或者外殼處進行，均可形成二氰乙炔冰和氫。

研究人員指出，這種雲層固態化學反應過程可能存在於地球極地臭氧枯竭的雲層。安德森說：「這是一項令人興奮的研究，我們發現土衛六和地球可能存在類似的固態化學反應過程。」目前，這項最新研究報告發表在《地球物理學研究快報》上。（悠悠/編譯）

TAG:騰訊太空 |

※最新觀測土衛三十五和周圍波浪環裂縫結構
※土星冰凍衛星土衛二最新圖像：存在微生物宜居環境
※近期太空佳圖：土衛四表面明亮線性特徵
※土衛四也可能存在地下海洋
※土衛二是一顆奇妙的衛星，間歇冰泉噴發異常活躍
※土衛三表面的冰崖和隕石坑
※土衛六發現有液體流動的大峽谷 液態水真的存在？
※與地球極其相似的土衛六圖選
※「土衛二」全球性的冰下海洋！
※太陽系六大潛在殖民地：土衛六和金星神似地球
※未來探索土衛六泰坦最有效的方式
※土衛十七的特寫影像
※探測器發現：土衛六發現有液體流動的大峽谷
※卡西尼飛船最新發現：或助揭開土衛六霧霾成因之謎
※科學家發現土衛六乾枯湖床潛在神秘結晶物質
※真有生命存在？土衛六首次發現細胞膜重要組成物質
※土衛三十五與土星環
※太陽系六大或存生命星球：土衛六存湖泊似地球
※土星反照光里的土衛一