【宇宙之謎】土衛六太神奇了吧,只存在於實驗室的有機物,在它表面被發現

天空之城 2020/10/29 檢舉 我要評論

儘管最近科學家在金星上發現了磷化氫、在月球上發現了水,這些化合物都與生物息息相關,但這兩顆星球並不是科學家心裡太陽系最宜居的星球。甚至包括我們渴望開發成第二家園的火星,此刻也算不上是生命的天堂。

在科學家的眼裡,土衛六或許是除了地球之外最適合生命居住的星球。

自從發現了它的大氣層和有機物之後,科學家們就對它倍加關注。 研究表明,土衛六是太陽系唯一一個擁有完整大氣層的衛星,並且有趣的是,它的大氣層也以氮氣為主,和地球一樣,而厚度則是地球的4倍,並含有少量的甲烷。在大氣層內,漂浮著碳氫化合物構成的雲團,地表也分佈著碳氫化合物的湖泊。科學家甚至認為,在土衛六的地表以下,很可能有一個巨大的鹽水海洋。

完整的大氣層,和如此豐富的有機物,讓土衛六成為了太陽系最引人矚目的天體之一。如今,這顆本就與眾不同的衛星,再一次向人類展示了它的獨特之處,連科學家都因此而大吃一驚。

事情還要說回到4年前。

2016年,NASA戈達德太空飛行中心的行星科學家Conor Nixon帶領著他的團隊,利用位於智利的阿塔卡馬大毫米/亞毫米波陣列(ALMA)對土衛六進行觀測,想要尋找更多的有機分子。

在觀測的過程中,他們在土衛六稀薄的高層大氣中發現了一種此前從沒有發現的物質。他們非常興奮,馬上將這個物質的特徵和化學資料庫中的化合物進行對比,結果驚訝地發現,這是一種「本不該存在」的物質—— 環丙烯亞基(分子式:C3H2)。這種分子由三個碳原子和兩個氫原子構成,是一個環狀的結構,其球棍模型如下圖所示——

Nixon表示:「當我發現自己研究的物質是環丙烯亞基時,我的第一個反應就是:‘好吧,還真是萬萬沒想到。’」不只是他,NASA的其他研究人員在聽說這個發現後,也對此頗感意外,稱之為「非常詭異的小分子」。

實際上,在此之前,科學家的確已經知道了這種物質,但是它並不存在於我們的日常生活中,而是存在於實驗室或者是宇宙的星際空間。這是因為,環丙烯亞基非常活潑,很容易和其他物質發生反應,轉化為其他物質。

在宇宙中,由於星際空間溫度極低,不利於化學反應,同時星際塵埃和氣體密度極低,所以不同物質之間發生反應的概率非常低,環丙烯亞基才能夠穩定存在。同理,在實驗室中,科學家能夠創造類似的條件,才可以保持這種分子的存在。

按照同樣的方式來理解,或許是因為土衛六高層大氣過於稀薄,才能夠允許環丙烯亞基存在下來。可是,這裡還有一個問題,那就是這裡的環丙烯亞基到底是從何而來的,以及它為何沒有在其他天體上被合成。一想到這裡竟然出現了如此罕見的物質,科學家們就忍不住對土衛六讚歎不已。

「土衛六在我們的太陽系中獨一無二,毫無疑問,它真的是一個新分子的寶庫。」Nixon說。

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