太阳系外的宇宙射线影响泰坦的大气

日本研究人员利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)的数据发现，银河系宇宙射线会影响土星最大卫星泰坦大气中形成含氮有机分子的化学反应。 。

土卫六是一个富含碳，贫氧的世界，有机和无机化合物，大气能源以及液态烃海洋和湖泊种类繁多。

除地球外，月球是太阳系中唯一的行星体，那里的降雨和季节性流动的液体侵蚀了地貌。

除了氮和甲烷，乙烷等碳氢化合物的朦胧混合物之外，这个奇特的类似于地球的世界的大气还包含一系列更复杂的有机分子。

行星科学家认为这种化学成分类似于地球的原始大气。

在一项新的研究中，东京大学的Takahiro Iino博士及其同事使用ALMA研究了泰坦大气中的化学过程。

研究人员在ALMA数据中检测到两种有机化合物-乙腈(CH3CN)和其稀有的同位素异构体CH3C15N-的信号模糊但确凿。

Iino博士说：“我们发现乙腈中14N的丰度高于其他含氮物种(如HCN和HC3N)中的丰度。”

“它与最近用高能宇宙射线对化学过程进行的计算机模拟相匹配。”

大气化学过程中有两个重要角色：来自太阳的紫外线(UV)和来自太阳系以外的宇宙射线。

该研究的作者解释说：“在高层大气中，紫外线会选择性地破坏包含15N的氮分子，因为在该高度下，与14N相互作用的特定波长的紫外线很容易被吸收。”

“因此，在该高度下产生的含氮物种往往表现出15N的高丰度。”

“另一方面，宇宙射线更深地穿透并与包含14N的氮分子相互作用。”

“结果，具有14N和15N的分子的丰度存在差异。”

研究小组发现，平流层中的乙腈在14N中比以前测得的其他含氮分子更丰富。

京都产业大学的研究人员佐川英夫说：“我们认为银河系宇宙射线在其他太阳系物体的大气中起着重要作用。”

“这个过程可能是普遍的，因此了解宇宙射线在土卫六中的作用对于整个行星科学至关重要。”

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