本报讯 作为土星最大的一颗卫星，土卫六一直令科学家着迷。这颗卫星寒冷的表面，以及富含氮和甲烷的致密大气层，被认为与数十亿年前的年轻地球很相似。通过探索土卫六，科学家希望发现生命起源的新线索。

在一项研究中，瑞典查尔默斯理工大学的Martin Rahm和同事发现，土卫六表面和大气中丰富的甲烷、乙烷和氰化氢，能够以过去认为不可能的方式相互作用，从而挑战了最古老的化学原理。相关研究结果近日发表于美国《国家科学院院刊》。

氰化氢是一种强极性分子，可以与甲烷、乙烷等非极性物质共同形成晶体。这一现象非常特殊，因为这些分子通常是分离的，就像油和水一样。

“这可能会影响我们对土卫六地质特征，如湖泊、海洋和沙丘等奇异景观的理解。此外，氰化氢很可能在几种生命组分的非生物创造中发挥了重要作用，如构建蛋白质的氨基酸和编写遗传密码所需的碱基。因此，我们的工作也有助于深入了解生命出现之前的化学反应及其在极端环境中是如何进行的。”Rahm说。

这项研究始于一个关于土卫六的简单但未解决的问题——氰化氢在卫星大气中形成后会发生什么？是在地表积聚成厚层，还是以某种方式与周围环境发生反应？为了回答这一问题，美国宇航局（NASA）的科学家在约-180℃的极低温度下将氰化氢与甲烷、乙烷混合在一起。在这一温度下，氰化氢变成晶体，而甲烷和乙烷则保持液态。

当NASA用激光光谱分析这些混合物时，发现尽管分子保持完整，但发生了一些异常现象。为搞清问题，他们联系了Rahm团队。

“我们当时提出的问题有点疯狂——这些测量结果可以用甲烷或乙烷与氰化氢混合的晶体结构来解释吗？然而，这与化学中的‘相似相溶’原理相矛盾，即极性和非极性物质是不可能结合在一起的。”Rahm说。

通过大规模计算机模拟，研究人员测试了数千种不同固态分子的组织方式，发现碳氢化合物已经穿透了氰化氢的晶格，形成了被称为共晶的稳定新结构。

这一发现挑战了一个最基本的化学原理，但Rahm认为现在还不是改写教科书的时候。“我认为这是化学领域边界拓展的一个很好的例子，表明普遍接受的规律并非总是适用。”

（赵婉婷）

相关论文信息：

https://doi.org/10.1073/pnas.2507522122