使用阿塔卡馬大毫米/亞毫米陣列(ALMA)的行星科學家揭示了土星最大衛(wèi)星土衛(wèi)六大氣的秘密。研究小組在土衛(wèi)六大氣層中發(fā)現了一個化學足跡，表明來自太陽系外部的宇宙射線會影響涉及含氮有機分子形成的化學反應。這是對此類過程的首次觀察證實，并影響了對泰坦迷人環(huán)境的理解。

土衛(wèi)六因其獨特的大氣層以及形成益生元環(huán)境的許多有機分子而吸引了很多興趣。

東京大學的科學家Takahiro Iino和他的團隊使用ALMA揭示了泰坦大氣中的化學過程。他們在ALMA數據中發(fā)現了乙腈(CH3CN)及其稀有的同位素異構體CH3C15N的微弱但牢固的信號。

Iino說：“我們發(fā)現乙腈中14N的豐度高于其他含氮物種(如HCN和H3CN)中的豐度。”“它與最近用高能宇宙射線對化學過程進行的計算機模擬相匹配。”

大氣化學過程中有兩個重要角色;來自太陽的紫外線(UV)和來自太陽系外部的宇宙射線。在高層大氣，UV光選擇性破壞氮分子含有15N，因為與特定波長的UV光，與相互作用14N.14N被很容易地在這樣的高度吸收。因此，在該高度產生的含氮物質趨向于表現出高15N的豐度。在另一方面，宇宙射線穿透更深和與含氮分子相互作用14N.其結果，存在的豐度分子與一個差14N和15N。研究小組發(fā)現，在平流層中的乙腈在14N中比以前測得的其他含氮分子更豐富。

京都產業(yè)大學副教授，研究團隊成員佐川英夫說：“我們認為銀河系宇宙射線在其他太陽系物體的大氣中起著重要作用。”“這個過程可能是普遍的，因此了解宇宙射線在土衛(wèi)六中的作用對于整個行星科學至關重要。”

泰坦是ALMA觀測中最受歡迎的天體之一。使用ALMA獲得的數據需要進行校準，以消除由于現場天氣和機械故障的變化而引起的波動。為了參考，天文臺人員經常在科學觀察中不時將望遠鏡對準明亮的光源，例如泰坦。因此，大量的Titan數據存儲在ALMA科學檔案中。伊諾(Iino)和他的團隊研究了檔案，重新分析了泰坦(Titan)數據，發(fā)現了極少量CH3C15N的細微指紋。