及子刊综览,大气宛如40亿年前的地球

日期:2019-08-15编辑作者:ca88手机版登录

英国《自然·通讯》杂志11月20日发表的一项行星科学研究称,欧洲科学家集合“卡西尼”号探测器13年的观测数据,终于揭示土星最大的卫星——土卫六“泰坦”上“凛冬”的成因。该现象此前一直未得到解释,但“卡西尼”号任务的观测揭示了其大气的运动机制。

《自然—催化》

土星,太阳系中奇怪而又最美丽的行星,越来越充满了神秘。1979年先驱者号探测器显示出土星北极的完美几乎形状。2006年10月卡西尼探测器发现它还在那儿,很奇怪它还在那儿,没有移动。极地形状像一个六边形,6边围绕着北极,大约在北纬78度的位置,特点就是它一直固定在那儿,这六边形有点像地球上的极地漩涡,长时间固定形状在极地周围吹。

土卫六是土星最大的卫星,在太阳系内,只有土卫六拥有原理与地球水循环相似的“甲烷循环”,其也位列太阳系中最有可能孕育生命的星体榜单前5名。天文学家视“泰坦”为最接近地球环境的卫星,对其探索将有助人类揭开自身诞生之谜。

磁场远程控制化学反应

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科学家此前发现,极地热点的形成是一种季节性现象,会发生在春分后土卫六的高层大气中。然而,在2012年,土卫六南极热点突然降温,导致一个强大的冬季极地涡旋的形成,但对土卫六气候进行精准模拟的模型却并未预测到该事件。

《自然—催化》11月21日在线发表的一篇论文描述了一种用磁场远程开启化学反应的方法。该技术实现在特定地点和时间释放分子,它在选择性药物输送中有潜在应用价值。

土星漩涡大到可以塞下4个地球,在土星云层里延伸60英里深。非常奇怪的是,航海者号发现一下片云在其中旋转,速度为200英里每小时,专家认为这只是一个短暂的现象。那里的漩涡是怎么形成的?在那里持续了至少20年,那到底是什么?

鉴于此,英国布里斯托大学研究人员尼古拉斯·提恩拜及其同事,集合了美国国家航空航天局现已退役的“卡西尼”号土星探测器任务在过去13年里采集的信息,详细调查了土卫六大气中南极漩涡的形成和演化。他们发现,热点产生的痕量气体有强大的降温效应,气体的积聚导致热点从2011年的高温状态转变为2012年到2015年的“冷点”。

通常,酶遇到一个特定靶标会快速反应。将一个药物分子连接到与酶接触时才会释放的基质上是可实现的。然而,在正常条件下,选择性成为一个难题:一旦酶与基质相遇,药物就会被立即释放。

如果你去那里,钻进土星厚云层,越深气体密度越大,大气压越强,超过某个深度你会内爆,你和你的太空船无法继续前进。

研究表明,一个极地热点温度骤降,正是因为大气中痕量气体的增加。这些大气高层中具有制冷效应的痕量气体的产生以及由此形成极地漩涡的现象,也只存在于土卫六。

美国佐治亚大学的Sergiy Minko及同事通过分别将酶和基质连接到不同的氧化铁纳米粒子上,解决了以上难题。他们将这些粒子包在聚合物涂层中,确保它们不会互相作用。作者表明在没有磁场的条件下,连在纳米粒子上的酶与连在纳米粒子上的基质不会产生反应,因此药物不会被释放。然而,一旦开启磁场,纳米粒子在力的作用下聚拢,聚合物涂层融合,于是指定的化学反应发生,药物被释放。作者在一项概念验证研究中使用该方法,证明它可用于释放化疗药物阿霉素来杀死癌细胞。

目前,探测器环绕土星作为土星的人造卫星使用,那里至少已经有48颗天然卫星,冒险登录某个卫星则具有可行性。我们去土星的一个大兴趣点,是探索那些卫星门,热闹的卫星大团聚。

“卡西尼”号虽已燃烧殆尽,但该任务搜集的所有数据仍有巨大的分析价值。研究人员称,对土卫六来说,尽管“凛冬”已至,但2016年到2017年“卡西尼”号进入土星大气层前的最后观测表明,热点将重现该星球。

《自然》

我们已经去过了其中的一个,Titan是除了月球外,唯一探索过的卫星,这次探索意义非常重大。2005年1月14日科幻成了现实,作为正在土星执行的卡西尼人物的一部分,惠更斯号无人探测器降落到这个最大土星卫星表面。

闪电产生放射性同位素

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《自然》11月23日发表的一项研究称,闪电能够引发一项大气核反应,并产生放射性同位素。

Titan星如其名,有水星那么大,实际上是太阳系中第二大卫星,比月球大一半。很多方面都吸引人,一方面,土卫六非常像地球。探索过程非常让人激动,逐渐接近土卫六的地面过程,看见的河流,湖床,还有风,还有一个区域看见了沙丘。

一般认为,闪电中伽马射线的能量可以导致大气中的光核反应,从而产生中子和正电子。然而,该反应并未有决定性的观测证据。

在土卫六的赤道地区,收到了质量很高的雷达图像,数百个隔着数百英里的沙丘,沙丘有几百米高,分别隔着几英里,简直就是沙丘海洋。也许是固体碳氢化合物颗粒堆积成的,

日本京都大学的Teruaki Enoto和同事用四台辐射探测器,在2月6日发生在日本的一场雷暴中检测到中子和正电子信号。根据他们的数据,作者提出闪电引发的一波伽马射线光子与大气核碰撞,并产生核反应。大气中的光核反应产生中子和不稳定的放射性同位素,并在衰变中产生正电子。作者表明该发现使闪电成为已知地球上第二条可在宇宙射线互作后产生13C、14C和15N等同位素的自然通道。

只有等探测器降落下去了,才知道到底是降落在液态还是固态地表上,看起来像掉到了布丁上,既不是液态也不是固态。

《自然—通讯》

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痕量气体增加让土卫六温度骤降

土卫六的表面似乎附着一些黏稠物质,既不是陆地也不是海洋,而是介于其间的,这非常令人惊讶。惊奇的是,土卫六像地球一样有着大气,太阳系没有其他任何卫星有大气。

《自然—通讯》11月22日发表的一项研究称土星最大的卫星土卫六上的一个极地热点温度骤降可能因为大气中痕量气体增加。该现象此前一直未得到解释,但是卡西尼任务的观测揭示了此现象的运动机制。

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极地热点的形成是一种季节性现象,发生在春分后土卫六的高层大气中。然而,在2012年,南极一个热点的突然降温导致一个强大的冬季极地涡旋的形成,模型并未预测到此事件。

土卫六大气很浓密很厚,是地球大气的10倍质量,这是一层非常非常厚的气体,大气中的微粒十分小,使得看起来比较模糊,更像是云或雾。雾有200英里厚,完全不同于地球上的云,从外面看上去像一个完全不透明的大橘子。

英国布里斯托大学的Nicholas Teanby及同事利用卡西尼任务在过去13年里采集的信息,调查土卫六大气中南极漩涡的形成和演化。他们发现热点产生痕量气体,气体的积聚导致热点从2011年的高温状态转变为2012年到2015年的冷点。

但是,随着惠更斯探测器穿越大气,开始变得透明起来,可以看清降落区域的地表特征,跟洛杉矶的大雾没有太大不同。

这些在大气高层的冷却痕量气体的产生和接下来极地漩涡的形成只存在于土卫六。然而,2016年到2017年卡西尼任务最后的观测(之后进入土星大气层)表明热点或将重现。

不是土卫六大气的颜色吸引科学家,而是其成分,氮气和甲烷,这正是早期地球大气的主要成分,这意味着土卫六的大气跟40亿年前的地球大气很相似,这很让科学家们兴奋激动。

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