泰坦星大氣的秘密被揭示，銀河宇宙射線影響著土星最大的衛星

泰坦星，是土星的第六顆衛星（按照人類發現的先後順序），濃厚的大氣層讓它成為人類眼中的一顆有望產生生命的星球，所以它一直都是各類科學家想要研究的物件。對於土衛六的大氣，一直以來都是科學家們研究的重點，包括它的地表成分等都是科學家們的研究重點。

時間總會證明一切，科學家們的付出也得到了回報，透過研究所得到的結果，科學家們終於還是揭示了土衛六大氣層的許多秘密，並且將其結果釋出到了著名的科學網站上面，讓大眾得以瞭解到自己心中適合產生生命的星球大氣到底是怎樣的！

而對於宇宙射線來說，大家可能再也熟悉不過了吧！說不定現在你的周圍就存在著宇宙射線，不過這個宇宙射線已經被地球的大氣層過濾得所剩無幾了，還有就是來自宇宙各地的中微子此刻也有可能正在穿透的身體，隨後穿過地球到達另一端。宇宙射線太空中能夠很明顯的探測到，但因為太陽風的影響，科學家們還需要將太陽風剝離得到真正的宇宙射線。

行星科學家使用阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列（ALMA）揭示了土星最大的衛星泰坦的大氣秘密。研究小組在泰坦的大氣層中發現了化學痕跡，這表明來自太陽系外的宇宙射線影響了含氮有機分子形成的化學反應。這是對此類過程的首次觀測確認，並影響了人們對土衛六迷人環境的理解。

泰坦吸引了很多人的興趣，因為它獨特的大氣中有許多有機分子，形成了一個生命起源前的環境。東京大學的科學家Iino和他的團隊利用ALMA揭示了泰坦大氣中的化學過程。他們在ALMA資料中發現了乙腈（CH3CN）及其稀有的同位素CH3C15N微弱而穩定的訊號。

我們發現乙腈中14N的丰度高於其他含氮物種，如HCN和HC3N。隨後Iino又接著說：“這與最近計算機模擬高能宇宙射線的化學過程非常吻合”。

在大氣的化學過程中有兩個重要的參與者——來自太陽的紫外線和來自太陽系外的宇宙射線

在上層大氣中，紫外線選擇性地破壞含有15N的氮分子，因為與14N14N相互作用的特定波長的紫外線在那個高度很容易被吸收。因此，在那個海拔產生的含氮物種往往表現出較高的15N丰度。另一方面，宇宙射線穿透更深，與含14N的氮分子相互作用。因此，14N和15N的分子丰度存在差異。研究小組發現，平流層中的乙腈在14N中的含量比之前測量的其他含氮分子要多。

我們認為銀河宇宙射線在其他太陽系天體的大氣中起著重要的作用。“這個過程可能是普遍的，所以瞭解宇宙射線在泰坦中的作用對整個行星科學來說是至關重要的。”

泰坦是阿爾瑪觀測中最受歡迎的天體之一。利用ALMA獲得的資料需要進行校準，以消除由於現場天氣變化和機械故障引起的波動。作為參考，天文臺的工作人員經常在科學觀測中把望遠鏡對準明亮的光源，比如泰坦。因此，大量的Titan資料儲存在ALMA科學檔案中。Iino和他的團隊深入到檔案中，重新分析了泰坦的資料，發現了微量CH3C15N的細微指紋。

論文和研究團隊，這些觀測結果發表在2019年2月的《天體物理學雜誌》上

研究團隊成員為：東京大學的Iino、京都產業大學的Hideo Sagawa和日本國家天文臺的Takashi Tsukagoshi。這項研究得到日本通訊發展基金會（JSPS KAKENHI，編號17K14420和19K14782）、美國國家自然科學研究所天體生物學中心的支援。

參考文獻：“用ALMA測量土衛六大氣CH3CN中的14N/15N同位素比值”，Iino、Hideo Sagawa和Takashi Tsukagoshi，2020年2月17日，天體物理學雜誌，1538 - 4357 。 DOI： 10。3847 / / ab66b0。

阿塔卡瑪大型毫米波/亞毫米波陣列（ALMA），國際天文裝置，是歐洲天文學研究組織的夥伴關係在南半球（ESO），美國國家科學基金會（NSF）和國家自然科學研究院（外祖母）日本與智利共和國的合作。阿爾瑪由ESO代表會員國透過NSF合作加拿大國家研究理事會（NRC）和科技部（大部分）和外祖母與中央研究院合作（如臺灣和韓國）的天文學和空間科學研究所（KASI）。歐共體的建設和運作由歐共體代表其成員國領導；

國家射電天文臺（NRAO），由美國聯合大學公司（AUI）管理，代表北美；並由日本國家天文臺（NAOJ）代表東亞。聯合阿爾瑪天文臺（JAO）統一領導和管理阿爾瑪的建設、除錯和執行。