![]() ![]() 研究人員在小玻璃圓柱體中重建土衛(wèi)六的條件 揭示兩種有機分子的基本特性 (神秘的地球uux.cn報道)據(jù)cnBeta:泰坦(Titan)/土衛(wèi)六是土星最大的衛(wèi)星,同時也是小玻研究生命起源天然實驗室。與地球一樣,璃圓兩種上海同城上門外圍上門外圍女(微信180-4582-8235)提供高端外圍上門真實靠譜快速安排不收定金見人滿意付30分鐘內(nèi)到達泰坦擁有密集的柱體中重大氣層和季節(jié)性天氣循環(huán),但化學(xué)和礦物組成卻有很大不同。建土揭示基本現(xiàn)在,條件特性地球上的研究有機研究人員在小玻璃圓柱體中重建了土衛(wèi)六的條件,揭示了兩種有機分子的小玻基本特性,這兩種有機分子被認(rèn)為是璃圓兩種泰坦上的礦物質(zhì)。 在今天召開的柱體中重美國化學(xué)學(xué)會 (ACS) 秋季會議上,研究人員展示了他們的建土揭示基本研究成果。ACS 2021年秋季是條件特性一場混合會議,將于8月22日至26日以虛擬方式和面對面方式舉行,研究有機點播內(nèi)容將于8月30日至9月30日提供。小玻上海同城上門外圍上門外圍女(微信180-4582-8235)提供高端外圍上門真實靠譜快速安排不收定金見人滿意付30分鐘內(nèi)到達會議將就廣泛的璃圓兩種科學(xué)主題進行7,000多場演講。 該項目的首席研究員Tomče Runevski博士說:“地球上液態(tài)的簡單有機分子在泰坦上通常是固體冰礦物晶體,因為它的溫度極低,低至-290華氏度。我們發(fā)現(xiàn)泰坦上可能富含的兩種分子——乙腈 (ACN) 和丙腈 (PCN)—— 主要以一種結(jié)晶形式存在,這種結(jié)晶形式會產(chǎn)生高極性的納米表面,可以作為其他分子自組裝的模板。益生元感興趣的分子”。 我們現(xiàn)在對這個冰冷世界的了解大部分歸功于1997-2017年卡西尼·惠更斯號(Cassini-Huygens)對土星及其衛(wèi)星的任務(wù)。從那次任務(wù)中,科學(xué)家們知道泰坦是研究生命如何產(chǎn)生的一個引人注目的地方。 像地球一樣,泰坦有一個致密的大氣層,但它主要由氮氣和少量甲烷組成。它是除地球之外唯一已知的發(fā)現(xiàn)了穩(wěn)定的地表液體池的天體。在太陽能量、土星磁場和宇宙射線的推動下,氮和甲烷在土衛(wèi)六上發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生各種大小和復(fù)雜性的有機分子。 據(jù)信 ,ACN和PCN以氣溶膠的形式存在于月球特有的黃色霧霾中,它們?nèi)缬挈c般落在地表,以固體礦物塊的形式沉淀下來。這些分子在地球上的特性是眾所周知的,但直到現(xiàn)在還沒有研究過它們在類似泰坦的條件下的特性。 Runčevski表示:“在實驗室環(huán)境中,我們在微型玻璃圓柱體中重建了泰坦上的條件。通常情況下,我們會引入水,當(dāng)我們降低溫度以模擬泰坦大氣時,水會凍結(jié)成冰。我們在上面添加了乙烷,它變成了液體,模仿了卡西尼-惠更斯號發(fā)現(xiàn)的碳?xì)浠衔锖薄?br>向圓柱體中加入氮氣,并引入ACN和PCN來模擬大氣降雨。然后研究人員稍微升高和降低溫度以模擬月球表面的溫度波動。 使用同步加速器和中子衍射儀器、光譜實驗和量熱測量分析形成的晶體。在計算和模擬的支持下,這項工作涉及來自南衛(wèi)理公會大學(xué)的Runčevski團隊,以及來自阿貢國家實驗室、美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所和紐約大學(xué)的科學(xué)家。 Runčevski表示:“我們的研究揭示了很多以前未知的行星冰結(jié)構(gòu)。例如,我們發(fā)現(xiàn)PCN的一種結(jié)晶形式不會沿其三個維度均勻膨脹。泰坦經(jīng)歷了溫度波動,如果晶體在各個方向的熱膨脹不均勻,可能會導(dǎo)致月球表面開裂”。 相關(guān)報道:“試管中的土衛(wèi)六”模擬實驗 揭示了乙腈和丙腈低溫下的特殊化學(xué)性質(zhì) (神秘的地球uux.cn報道)據(jù)cnBeta:雖然代號“泰坦”的土衛(wèi)六很是冰冷,但它還是很像地球的一個孿生兄弟,并且蘊藏了許多奧秘。據(jù)悉,土衛(wèi)六是太陽系中唯一一個以有機分子主、并且充滿了湖泊與河流的奇異世界。盡管它與我們所在的家園并不完全相同,且雨水可能灼傷皮膚,但土衛(wèi)六還是成為了探尋外星生命的一個熱門地點。 按照計劃,美國宇航局將在 2027 年的“蜻蜓”(Dragonfly)任務(wù)期間,向土衛(wèi)六派去一架“大型旋翼無人機”,以期探尋到一些非同尋常的東西。 不過在發(fā)射升空后,該飛船仍需經(jīng)歷 7 年的時間,才會抵達距離地球近 10 億英里的最終目的地。與此同時,許多研究人員正在努力了解那里的環(huán)境。 舉個例子,南衛(wèi)理公會大學(xué)的一支研究團隊,就在通過一項在試管中開展的新實驗,來模擬土衛(wèi)六的環(huán)境狀況。 在美國化學(xué)學(xué)會(ACS)秋季會議上,該校助理教授、實驗首席研究員 Tomče Runčevski 在演講中稱: 土衛(wèi)六存在許多與地球類似的有機分子,只是環(huán)境更加冰冷。如果我們要研究土衛(wèi)六上的礦物質(zhì),就繞不開這些常見的有機分子,但要換一種視角去考量它們。 這項被稱作“試管中的土衛(wèi)六”(Titan-in-a-glass)的實驗,就旨在做到這一點。研究人員在玻璃圓柱體中設(shè)置了泰坦的特征,例如驟降的溫度和特征液體。 然后添加了存在于土衛(wèi)六大氣中的兩種分子,分別是乙腈(acetonitrile)和丙腈(propionitrile)。結(jié)果將分子混在一起后,研究人員觀察到了一些驚奇的現(xiàn)象: 實驗期間,兩種分子的結(jié)構(gòu)序列發(fā)生了變化,高溫與低溫多晶型物(同質(zhì)多形體)都變得更加穩(wěn)定,且化合物的特性也略有不同。 這是非常有趣且重要的一點,畢竟到目前為止,所有針對乙腈而開展的大量研究,都假設(shè)其具有低溫多晶型物。而在土衛(wèi)六上,溫度則要低得多。 據(jù)悉,土衛(wèi)六的“冰點”低至 -290℉(-179℃)但這并不妨礙其生成“高溫”多晶型物。換言之,土衛(wèi)六不僅僅對其產(chǎn)生了溫度上的化學(xué)影響。 Tomče Runčevski 補充道:在土衛(wèi)六上,我們不能假設(shè)這些分子是單獨存在的。此外有關(guān)乙腈和丙腈特性的新發(fā)現(xiàn),或解決許多困擾我們已久的地球化學(xué)問題。 在地球條件下,這些化學(xué)物質(zhì)仍是液體狀態(tài),因而無人關(guān)心其固態(tài)到底是什么樣子。 得益于圍繞土衛(wèi)六開展的相關(guān)研究,人們終于開始直面這些基本問題,同時也讓此類研究得到了振興。 最后,研究團隊希望根據(jù) NASA 卡西尼-惠更斯(1997 - 2007)土星探測器任務(wù)期間收集的光譜數(shù)據(jù),對其研究結(jié)果展開進一步的驗證。 |


