发布单位：台北市立天文科学教育馆
在太阳系的卫星之中，土卫六如何能够维持浓厚的大气层一直是个谜。土卫六是土星最大卫星，又称为「泰坦」。其直径大小虽然仅为地球的40%，却拥有约为地球大气1.5倍密度的浓厚大气层，如果太空人能在其地表行走，可能会感觉像在潜在水中行走一般。天文学家曾经推测，土卫六之所以能够拥有浓厚大气，或许是因为内部丰富的有机物受热分解后持续补充大气物质所致。而近期研究团队设计实验模拟土卫六的环境与大气演化，证实了前述想法。
图说：卡西尼号探测船所拍摄的土卫六真实色影像。影像来源：NASA/JPL-Caltech
土卫六的大气层主要由约95%的氮气和5%的甲烷组成，自从1944年被发现以来，其来源、存在的时间长短与演化过程一直是天文学家们关注的问题，其中甲烷的存在对于维持土卫六浓厚的大气层至关重要。由于甲烷受到太阳辐射作用后会发生化学反应并逐渐消耗，天文学家曾估计只要约3,000万年的时间，目前储存在土卫六大气中的甲烷就会完全消散，如此将会导致大气中的其他物质凝结。因此天文学家认为，土卫六内部必定有某种机制能够持续补充甲烷，否则大气层将在土卫六的演化过程中迅速消失。直到2019年，部份天文学家推测土卫六的大气可能透过内部的热化学反应补充。由于土卫六内部蕴含大量的有机物，若受热分解将会释放出氮气与碳氢化合物（例如：甲烷），若这些气体逐渐渗透至地表散出，最终将逐渐累积形成厚重的大气层。
图说：团队正在研究土星最大的卫星土卫六如是何维持浓厚的大气层。天文学家认为土卫六的核心被多层的冰和地下液态海洋所覆盖。而最新的实验显示，核心中的有机物受热后产生的氮气和甲烷气体可以渗透到地表，并不断补充土卫六的大气层。图片来源：Southwest Research Institute
近期研究团队依据卡西尼号（Cassini-Huygens）探测器的数据，设计模拟土卫六的环境进行实验，更进一步验证了此项推论。团队在实验室中创造出高达10千巴（kbar）的压力模拟土卫六内部环境，将有机物加热至摄氏250度至500度。结果显示在此条件下有机物会持续分解并生成大量的二氧化碳与甲烷，能够持续补充大气物质并形成土卫六的浓厚大气层。
图说：研究团队在实验室中创造出与土卫六岩石核心相近的温度、压力条件，并在此条件下对管中的有机物进行加热和加压，结果大量产生维持土卫六大气层所必需的气体，氮气与甲烷。影像来源：Southwest Research Institute
研究团队将进一步与预计于2028年发射，未来将登陆土卫六的蜻蜓号（Dragonfly）探测任务合作，研究土卫六是否存在地下海洋以及是否适合生命生存。（编辑/台北天文馆蔡承颖）
资料来源：phys.org