土卫六的氮气或由陨石撞击形成

2011-5-10 09:33 来源: 中国科学院
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  日本研究人员在5月9日的英国《自然—地球科学》(Nature Geoscience)杂志网络版上发表论文指出,土星最大的卫星——土卫六大气中的氮气,可能是40亿年前陨石和彗星等天体多次撞击该卫星后形成的。

  土卫六拥有以氮气为主要成分的浓密大气,这一点与地球相似,在太阳系的卫星中独一无二。人们一直猜测,土卫六上可能有生命存在。

  这些氮气从何而来,是天文学上的一个谜。此前科学家曾猜测,土卫六的氮气是形成该卫星的气体尘云中本来就有的,或者是大气中的氨受阳光作用分解产生的,但探测器近年来收集到的数据否认了这些假说。

  东京大学的行星科学家关根康人率领的研究小组提出,土卫六大气中的氮气可能是在太阳系形成早期遭受撞击形成的。大约40亿年前,太阳系内彗星、陨石和其他大型天体的撞击活动非常剧烈,撞击产生的巨大能量可能分解了土卫六冰冻表面里的氨,释放出氮气。

  为了检验这一假设,研究小组在实验室内用微小的金属“炮弹”模拟陨石,用激光加速后撞击氨和冰的混合物。结果显示,如果撞击速度超过每秒5.5公里,就能使氨分解,产生氮气、氢气和水蒸气。

  据研究人员估算,按照约40亿年前遭受撞击的力度和频率来看,如果土卫六本来没有大气并且非常寒冷,撞击的能量足够产生现今这么多的氮气。如果早期的土卫六相对温暖并有着原始大气层,撞击可能使原始大气层撕裂消散,由氨分解产生的氮气取代。