寻找泰坦化学中缺失的环�

土卫六是土星最大的卫星，在我们太阳系的所有卫星中是独一无二的，因为它稠密且富含氮的大气中还含有碳氢化合物和其他化合物。这种丰富的化学混合物形成背后的故事一直是一些科学争论的来源。

现在，一项由能源部劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)化学科学部的科学家参与的研究合作已经开始研究一种可能促进多环分子形成的低温化学机制——前体。现在，在月球的橙色雾层中发现了更复杂的化学成分。

这项研究由夏威夷大学马诺阿分校的拉尔夫凯泽(Ralf Kaiser)共同领导，并于10月8日发表在《自然天文学》杂志上，这与高温反应机制需要产生卫星任务化学成分的理论背道而驰。在土卫六的大气中观察到的。

该团队还包括来自伯克利实验室、夏威夷大学马诺阿、俄罗斯萨马拉大学和佛罗里达国际大学的其他研究人员。该团队利用伯克利实验室高级光源(ALS)中的真空紫外线实验，结合计算机模拟和建模工作，演示了对土卫六现代大气化学做出贡献的化学反应。

“我们是来为人们意想不到的低温反应途径提供证据的，”伯克利实验室化学科学部的科学家、ALS研究的联合负责人Musahid Ahmed说。"这导致了泰坦化学中缺失的一环."

他解释说，土卫六可能为包括地球在内的其他卫星和行星的复杂化学发展提供线索。“人们用泰坦来思考一个‘前生物’地球——那时氮在地球早期大气中更为普遍。”

苯是一种具有六碳单环分子结构的简单碳氢化合物，在土卫六上被检测到，被认为是具有双环和三环结构的较大碳氢化合物分子的结构单元，进而形成其他碳氢化合物和气溶胶粒子，现在构成土卫六的大气。这些多环碳氢化合物分子被称为多环芳烃。

在最新的研究中，研究人员在ALS中混合了两种气体——一种叫做萘基(C10H7)的短寿命双环PAH和一种叫做乙烯基乙炔(C4H4)的碳氢化合物，并在这个过程中产生了三环多环芳烃。根据对其大气化学成分的了解，推测土卫六上存在两种用于驱动反应的化学物质。

ALS实验将反应的最终产物从小反应室中排出。研究人员使用一种叫做反射飞行时间质谱仪的探测器来测量两种气体反应中产生的分子碎片的质量。这些测量提供了关于三环多环芳烃(菲和蒽)化学的详细信息。

虽然als实验用化学反应器模拟化学反应，用一束真空紫外光探测反应产物，但支持计算和模拟表明ALS实验中形成的化学物质不需要高温。

凯泽说，在als中研究的化学物质等多环芳烃(PAHs)具有的特性使其在深空中特别难以识别。“实际上，在星际介质的气相中没有检测到单一的PAH”，这是一种填充恒星之间空间的物质。

他补充说：“我们的研究表明，多环芳烃比预期的更广泛，因为它们不需要碳星周围的高温。我们探索的机理有望实现多功能化，有望形成更复杂的多环芳烃。”

而且因为多环芳烃被认为是形成分子云的前体——所谓的“分子工厂”是更复杂的有机分子，其中可以包括我们所知的生命前体——“这可以开辟理论和碳的新模型——他说，在深空和丰富的行星大气中存在物质，它们在我们太阳系中的卫星也在发展和起源。

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