激光网3月12日消息，土卫六是太阳系中第二大卫星，也是唯一一个大气层密集的卫星。在富含氮和甲烷的大气层顶部，太阳的辐射产生了种类繁多的有机分子，其中一些我们在地球上也发现它们是生命的基本单位细胞的组成部分。
由天体物理与空间科学研究所的拉斐尔·席尔瓦和里斯本大学的硕士领导的一个国际研究小组分析了土卫六大气层反射的阳光，并首次确定了近百个甲烷分子在电磁波谱的可见波段内刻有迹线，这些迹线对于在其他大气中找到它至关重要。
此外，研究小组还发现了三碳分子，一种可以参与产生复杂泰坦分子的化学反应链的分子——如果得到证实，这将是首次在行星体上检测到三碳分子。
“土卫六的大气层就像一个行星大小的化学反应堆，产生许多复杂的碳基分子，”拉斐尔·席尔瓦说，并补充说，“在我们所知道的太阳系所有大气层中，土卫六的大气层与我们认为存在于早期地球上的大气层最相似。
甲烷在地球上是一种气体，它提供有关地质过程和潜在生物过程的信息。它是一种在地球或土卫六大气层中存活时间不长的分子，因为它会被太阳辐射迅速且不可逆转地破坏。出于这个原因，在土卫六上，甲烷必须通过地质过程得到补充，例如地下气体的释放。
这项工作带来了有关甲烷本身化学的新信息。在可见光波长中光谱吸收的97条新线在以前与甲烷吸收相关的谱带中被识别出来，但从未单独化。这是第一次，这些线中每条线的波长和强度都是已知的。
“即使在高分辨率光谱中，甲烷吸收线也不够强，因为我们在地球上的实验室中可以拥有大量的气体。但是在土卫六上，我们有一个完整的大气层，光穿过大气层的路径可以长达数百公里。这使得在地球上实验室中信号较弱的不同波段和线路在土卫六上非常明显，“拉斐尔席尔瓦说。
了解和编目甲烷分子的所有特征也将有助于识别新分子，特别是在具有如此复杂化学成分的大气中，由于分子特征的密度，分析光谱具有挑战性，即使使用高分辨率仪器也是如此。
这就是研究小组如何发现可能存在三碳分子在海拔600公里的高层中。在太阳系中，这种分子表现为蓝色发射，直到现在才在彗星核周围的物质中为人所知。
尽管对这种类型的分子非常具有特异性，但该团队与三碳相关的土卫六上的吸收线很少且强度较低，因此将来将进行新的观察以试图确认这一发现。
“我们对参与土卫六大气化学复杂性的不同分子了解得越多，我们就越能理解可能允许或与地球生命起源相关的化学进化类型，”拉斐尔席尔瓦说，并补充说，“一些有助于地球生命起源的有机物被认为是在其大气中通过与这些相对相似的过程产生的我们在土卫六上观察到了。
目前，土星的这颗卫星是太阳系中一个独特的世界，是准备未来观测我们行星系统外行星大气层的试验场，即所谓的系外行星。其中，可能有像土卫六这样的小而冷的天体。
“在像这样具有挑战性的分析中获得的经验可能有利于欧洲航天局的詹姆斯·韦伯太空望远镜或未来的Ariel太空任务的红外观测”，这篇现已发表的文章的第二作者佩德罗·马查多评论道。
用于这项工作的数据来自2018年6月使用安装在智利ESO超大望远镜上的UVES高分辨率可见光和紫外光谱仪进行的观测。还使用了2005年用同一仪器收集的存档数据。
该研究发表在《行星与空间科学》杂志上。
