美国宇航局揭示了土星的月亮泰坦上的有害冰云

这种观点在土星最大的月亮，泰坦，是Cassini Spacecraft在它陷入巨大星球的大气之前送到地球上的最后一张照片之一。学分：NASA / JPL-加州理工学院/太空科学研究所

美国宇航局的研究人员发现了一个有毒的混合冰在土星最大的月亮南极高于泰坦的南极之上。

该发现是泰坦大气层中发生的复杂化学的新示范 - 在这种情况下，巨型月亮的平流层中的云形成 - 以及一系列流程的一部分，最终有助于将一个有机分子的Smorgasbord送到泰坦的表面。

对人眼看不见的，在Cassini Spacecraft上，在复合红外光谱仪或CIRS上以红外波长检测云。位于大约100至130英里（160到210公里）的高度，云远远高于泰坦对流层的甲烷雨云，或大气的最低区。新云覆盖了南极附近的大面积，南纬约75至85度。

实验室实验用于找到匹配云的光谱特征的化学混合物 - 由CIRS仪器测量的化学指纹。该实验确定云中的异国冰是简单的有机分子氰化氢与大环形化学苯的组合。两种化学物质似乎同时凝结形成冰颗粒，而不是一个层叠在另一个上的一个。

“这一云代表了泰坦大气层的冰上的新化学配方，”美国宇航局的戈德尔岛太空飞行中心的Carrie Anderson说，马里兰州的Cirs Co-Condorigator。“有趣的是，这种有趣的冰是由两种分子制成的，这些分子从南极浓郁的气体混合物中凝聚在一起。”

以前，CIRS数据有助于识别云南极云中的氰化氢冰，以及月球平流层中的其他有毒化学品。

在泰坦的平流层中，全球循环模式从半球发出热气体，夏天到冬季杆。当季节变化时，这种循环反转方向，导致在冬季体验冬季的云层的积累。抵达土星后不久，卡西尼队发现了泰坦北极现象的证据。后来，在宇宙飞船13年结束时在土星系统的结束时，在南极发现了类似的云层。

思考云结构的简单方法是，不同类型的气体将凝结成不同高度的冰云，几乎像糕点甜点中的层。正是哪种云凝结在哪个取决于存在的蒸汽和温度的温度，这在平流层中的较低海拔地区变得更冷，更冷。然而，现实是更复杂的，因为每种类型的云都在一系列的高度方面形成，因此某些谢谢可以同时冷凝或共凝结。

Anderson和同事使用CIRS从泰坦大气中的许多分子中划分复杂的红外指纹。仪器将红外光分离为其成分颜色，如雨滴，产生彩虹，并测量不同波长处的信号的强度。

“CIRS充当遥感温度计和化学探针，挑选出气氛中的近异液发出的热辐射，”戈德车道的CIRS主要调查员F. Michael Flasar说。“并且乐器一切都远程，而且由行星或月亮传递。”

研究人员称之为高空南极云的新云，具有独特而非常强大的化学签名，从7月到2015年11月的三组泰坦观测结果中出现。因为泰坦的季节过去七年来，这是整个时间都在南极沦落。

谢谢的光谱签名与任何磷酸化学品的光谱特征不符，因此该团队开始实验室实验以同时冷凝气体混合物。使用冰区模拟泰坦平流层中的条件，他们测试了在频谱的右侧部分具有红外指纹的成对化学品。

起初，他们在另一个之前让一个气体冷凝。但通过将氰化氢和苯进入腔室并允许它们同时冷凝来实现的最好的结果。本身，苯没有独特的远红外指纹。然而，当它被允许氰化氢共冷凝时，共聚冰的远红外指纹是CIRS观察的紧密匹配。

需要额外的研究来确定共聚冰颗粒的结构。研究人员希望他们是块状和无序的，而不是明确定义的晶体。

Anderson及其同事们以前发现了2005年CIRS数据中共聚的冰相似的例子。在泰坦北半球冬至冬至冬至两年后大约两年的观察结果。该云在高度下方形成，低于93英里（150公里），并且具有不同的化学成分：氰化氢和氰乙炔，其中泰坦大气中的更复杂的有机分子中的一种。

安德森将两云的差异归因于北极和南极的季节变化。北冬至冬季冬至两年后发现了北云，但南云在南部冬至两年后发现了大约两年。在两种情况下，气体的混合物可能略有不同，或者在北极云被发现或两者都有北极云时，温度升温了一点。

“卡西尼的一个优点是，我们能够在十三年的任务中再次飞行泰坦，以便随着时间的推移看到变化，”安德森说。“这是长期任务价值的重要组成部分。”

Cassini Spacecraft于2017年9月15日结束了其土星特派团。

卡西尼－惠更斯号飞行任务是美国宇航局，欧洲航天局（ESA）和意大利航天局的合作项目。NASA的喷气推进实验室是位于帕萨迪纳的Caltech的分支机构，负责管理NASA华盛顿州科学任务局的任务。JPL设计，开发和组装了卡西尼号轨道器。