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科学家揭示土星卫星泰坦的化学成分和沙丘的起源

  • 科学
  • 2019-10-23 09:30:38
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科学家发现了土星卫星土卫六上存在的有机尘埃沙丘的化学成分,这一进展为太空极端寒冷环境中碳基结构的形成机理提供了更多线索。

研究人员,包括来自美国马诺阿夏威夷大学(UH)的研究人员,检查了NASA卡西尼-惠更斯号探测器对土卫六的遥感数据,土卫六是我们太阳系中除地球以外唯一具有坚固表面,湖泊的物体,以及在地面水平约1.5个大气压的浓气氛。

这项研究发表在《科学进展》杂志上,该研究报告的图像暴露了泰坦在其赤道沙漠上空地表存在巨大的纵向沙丘,其高度高达100米。

较早的影像学研究表明,与地球上由硅酸盐或大量其他矿物制成的沙丘相比,土卫六的沙丘包含深色有机化学物质。

研究人员将乙炔冰暴露在类似于高能银河宇宙射线的辐射之下。乙炔冰是地球上用于焊炬的化学物质,存在于土卫六的赤道地区。

他们将乙炔冰进行化学反应,形成了更复杂的有机分子,例如苯和萘(一种在樟脑丸中发现的化合物)。

研究人员说,这些化学过程也发生在星际介质中,即恒星之间的空间中,在星际纳米颗粒的富含碳氢化合物的层上。

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UH研究的合著者Matthew Abplanalp说:“ Titan的沙丘代表了Titan有机化学中主要的碳汇。”

Abplanalp说,弄清沙丘物质的起源和化学途径不仅对于了解土卫六的化学演化至关重要,而且对于了解三百五十万年前地球上出现生命之前土卫六和地球上的化学物质有多么相似至关重要。 。

UH的合著者Ralf I. Kaiser说:“这些过程最终不仅为土卫六的有机沙丘提供了分子构建基块,而且还为无气物体上的有机物质,例如矮行星Makemake的Kuiper Belt Objects,提供了分子构建基块。”

根据Kaiser的说法,从乙炔冰中低温合成复杂有机化合物的发现代表了从目前公认的观念的根本转变,认为这种化合物仅在高温下在气相中形成,例如在燃烧过程中形成。

研究人员说,他们的研究结果对下一次飞往泰坦的太空任务具有空前的意义。

“总体而言,这项研究提高了我们对深空中简单分子的复杂有机物和基本化学处理的理解,并提供了科学可靠的,经过验证的机制,可在极端环境下在低温冰层中形成芳香结构,” Kaiser说。

根据研究人员的研究,由于土卫六富含氮,因此在这些复杂的有机分子中掺入元素也可能导致分子中的碳氮基团,这些分子在当代生物化学中起着至关重要的作用,例如在基于DNA和RNA的氮中基地。

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