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Titan的NASA地图显示大量痕量气体

发布时间:2018-05-16

调查泰坦大气化学成分的研究人员发现,大量斑点的气体在南北极土星月亮泰坦附近闪耀着明亮。 /

土星卫星泰坦的新地图揭示了北极和南极附近明亮闪耀的大量微量气体。这些地区好奇地从极地转移到东部或西部,以便黎明在南部地区突破,而黄昏在北部地区降落。

美国国家航空和航天局领导的一个国际研究小组正在调查泰坦大气层的化学组成,发现了这对补丁。

该研究的主要作者,美国国家航空航天局位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心工作的天体化学家马丁科迪纳说:“这是一个意想不到的,潜在的突破性发现。” “这种东西方的变化在泰坦的大气中从未见过。解释他们的起源给我们带来了一个迷人的新问题。“

该映射来自智利的高精度天线网络 - 阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列(ALMA)。在这些天线所使用的波长下,泰坦大气层中富含气体的区域闪闪发光。由于ALMA的敏感性,研究人员能够通过持续时间不到3分钟的“快照”观察获得Titan大气中化学品的空间图。

泰坦的气氛长期以来一直备受关注,因为它充当化学工厂,利用来自太阳和土星磁场的能量生成各种有机或碳基分子。研究这种复杂的化学反应可以提供洞察地球早期大气层的特性,这可能与现代泰坦有许多化学特性。

在这项研究中,研究人员专注于在Titan大气中形成的两种有机分子,即氢异氰化物(HNC)和氰乙炔(HC3N)。在较低的高度,HC3N集中在泰坦的北极和南极之上。这些发现与美国宇航局卡西尼号航天器的观测结果是一致的,该号航天器发现了一个云帽和一些气体的浓度高于泰坦的任何一极的冬季。

当研究人员比较大气中不同层次的气体浓度时,出乎意料。在最高的高度,气穴似乎偏离了两极。这些偏离极点的位置是出乎意料的,因为泰坦中间大气层中的快速移动的风向东西方向移动,形成类似于木星带的区域,尽管不太明显。在每个区域内,大气中的大部分气体应该彻底混合。

研究人员对这些研究结果还没有一个明显的解释。

“看起来不可思议的是,化学机制可以在足够快的时间尺度上运行,从而在观察到的分子中引起增强的”口袋“,”Goddard的行星科学家Conor Nixon表示,该论文的合着者,今天在线发表在“天体物理学杂志通讯” 。 “我们希望泰坦的风能让分子在全球迅速混合。”

目前,科学家正在考虑一些潜在的解释,包括热效应,以前未知的大气环流模式,或者土星强大磁场的影响,这种影响足以吞噬泰坦。

预计进一步的观测可以提高对整个太阳系泰坦和其他物体的大气层和持续进程的理解。

美国宇航局的天体生物学计划通过向美国宇航局天体生物学研究所的戈达德天体生物学中心提供资助来支持这项工作。额外的资金来自NASA的行星大气和行星天文学计划。 ALMA是一个国际天文设施,由欧洲南方天文台在北美由美国国家科学基金会与加拿大国家研究委员会和台湾国家科学理事会以及东亚国家合作在欧洲资助日本自然科学研究院与台湾中央研究院合作。

出版物:M.A. Cordiner等人,“TITAN大气中HNC和HC3N分布的ALMA测量”,2014年,ApJ,795,L30; DOI:10.1088 / 2041-8205 / 795/2 / L30

PDF研究副本:ALMA测量Titan大气中的HNC和HC3N分布

来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心的南希·尼尔琼斯/伊丽莎白·祖布里茨基

图片:NRAO / AUI / NSF