银河系宇宙射线影响土卫六的大气

使用阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列(ALMA)的行星科学家揭示了土星最大卫星土卫六大气的秘密。研究小组在土卫六大气层中发现了一个化学足迹，表明来自太阳系外部的宇宙射线会影响涉及含氮有机分子形成的化学反应。这是对此类过程的首次观察证实，并影响了对泰坦迷人环境的理解。

土卫六因其独特的大气层以及形成益生元环境的许多有机分子而吸引了很多兴趣。

东京大学的科学家Takahiro Iino和他的团队使用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)及其稀有的同位素异构体CH3C15N的微弱但牢固的信号。

Iino说：“我们发现乙腈中14N的丰度高于其他含氮物种(如HCN和H3CN)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)和来自太阳系外部的宇宙射线。在高层大气，UV光选择性破坏氮分子含有15N，因为与特定波长的UV光，与相互作用14N.14N被很容易地在这样的高度吸收。因此，在该高度产生的含氮物质趋向于表现出高15N的丰度。在另一方面，宇宙射线穿透更深和与含氮分子相互作用14N.其结果，存在的丰度分子与一个差14N和15N。研究小组发现，在平流层中的乙腈在14N中比以前测得的其他含氮分子更丰富。

京都产业大学副教授，研究团队成员佐川英夫说：“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。”

泰坦是ALMA观测中最受欢迎的天体之一。使用ALMA获得的数据需要进行校准，以消除由于现场天气和机械故障的变化而引起的波动。为了参考，天文台人员经常在科学观察中不时将望远镜对准明亮的光源，例如泰坦。因此，大量的Titan数据存储在ALMA科学档案中。伊诺(Iino)和他的团队研究了档案，重新分析了泰坦(Titan)数据，发现了极少量CH3C15N的细微指纹。

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