土卫六上的大气可能是由早期的一连串撞击所引发的。一项新的研究支持了这样一种假设，即作为土星最大的卫星，土卫六上富含氮气的稠密大气是在几十亿年前，通过彗星或其他天体撞击其冰冻的表面而逐渐释放出来的。这一发现将有助于解释大气如何以及何时产生这一长期存在的谜团。

 

土卫六并非是太阳系中最大的卫星，但却是唯一一颗拥有稠密大气的卫星。土卫六表面的大气压比地球大气压高约50%。美国马里兰州约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室的行星科学家Catherine Neish指出，其中超过95%的大气是氮气，然而这些大气从何而来一直是天文学研究中的一个最大的未解之谜。她强调：“这是太阳系中最大的一个未知数。所有的卫星都没有空气，而土卫六却突然出现了。”

 

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。

 

一些最新的理论认为，土卫六上的氮气起源——例如通过光化学反应分解大气中的氨气，或是热液系统中氨的分解——都要求卫星具有一个相对温暖的气候。然而，Neish指出，由美国宇航局的卡西尼号探测器获得的数据却否定了这些可能性。她说，还有一种最有希望的假设，那就是土卫六大气中的氮气是由彗星、小行星或其他大型天体撞击卫星所产生的——巨大的能量用化学方法剥离了冰层中蕴涵的大量的氨。

 

为了在实验室中验证这一假设，日本柏市东京大学的行星科学家Yasuhito Sekine和同事用微小的金属“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。

 

研究人员在最新出版的《自然—地球科学》杂志上报告了这一研究成果。

 

（赵路 译自www.science.com，5月9日）

 

《科学时报》 (2011-05-10 A4 国际)