土卫二大气层中陨星所引发的有机分子震荡合成
摘要：热化学模拟和激波管实验显示，对N2/CH4气体混合物施加冲击可以合成有机分子。因此，足够大的超音速陨石进入土卫六泰坦的大气层应推动有机化学反应。要做到这一点，陨石必须相对于给定高度的大气平均自由程足够大，以产生冲击波，并且每单位路径长度产生足够的能量以产生高于激发和解离相关分子的温度。卡西尼号航天器在土星的环上拍摄到了多次陨石撞击，这是首次通过实证估计了毫米至米尺寸范围内陨石的通量和尺寸频率分布。我们将这些结果与大气进入模型、N2/CH4大气中的热化学和实验激波产生效率相结合，计算了HCN、C2H2和C2H4的激波产生速率以及由此产生的H2生成。我们发现陨石可能以约相当于光化学通过UV光子驱动的产率的1%的速度产生这些分子，并且可能会沉积比磁层离子和90-100nm的UV光子更多的能量。此外，这些陨石在泰坦大气层中的低高度产生这些有机分子，比相关的UV光子和磁层离子穿透得更低，峰值产量出现在200到500公里的高度范围内，即观测到的霾层。因此，陨石驱动的激波产生分子可能对理解泰坦的大气化学至关重要。
作者：Erin E. Flowers and Christopher F. Chyba
论文ID：2307.10293
分类：Earth and Planetary Astrophysics
分类简称：astro-ph.EP
提交时间：2023-07-21