土星最大的卫星泰坦拥有朦胧的大气——左侧框中可见。（来源：NASA 火箭推进实验室、空间科学研究所、加州理工学院）土星最大的卫星泰坦被浓密、朦胧的大气所笼罩。一个新的研究合作确定了一种化学机制，可能有助于解释这颗卫星的霾是如何形成的。
泰坦的霾
“太空探测器和陆基仪器都已确定了霾主要成分的化学组成，”劳伦斯伯克利国家实验室化学科学部门的科学家、该研究的联合负责人 Musahid Ahmed 说。“然而，较重粒子如何从较轻的气体中形成仍然是一个悬而未决的问题。”能源部劳伦斯伯克利国家实验室（伯克利实验室）化学科学部门的科学家们得出了一个结论，该结论与现有的表明超高温化学反应是泰坦朦胧大气化学成分背后的理论相悖。Ahmed 表示，伯克利实验室的团队发现，这些理论“在泰坦大气低温环境中是不可能的”。
朦胧的化学机制
该团队发现了一种低温化学机制，该机制可能引发了多环烃类分子——后来成为泰坦霾中更复杂化学物质的分子——的形成。“这在泰坦的化学中出现了一个缺失的环节，”Ahmed 在一份声明中说道。这些研究人员通过使用真空紫外光实验结合计算机模拟和模型来重现和研究产生泰坦大气成分的化学反应，从而确定了这种机制。
通过结合一个双环分子（左上角图示）和一个碳氢化合物（左下角图示），探索泰坦大气的科学家们可能找到了关于这颗卫星大气霾如何形成的线索。苯是一种单环结构的碳氢化合物，已在泰坦上被检测到，并被认为是形成构成泰坦朦胧大气分子和粒子的更大碳氢化合物——即双环和三环的多环芳烃（PAHs）——的构建块。本研究的研究人员将一种双环 PAH 与另一种碳氢化合物结合，形成了一个三环 PAH。这两种结合的分子都被认为存在于泰坦上，因此，在模拟了可能发生在泰坦上的化学反应后，研究人员认为这些反应可能发生在泰坦上并促成了其大气霾的形成。了解泰坦的复杂化学性质有助于科学家了解其他卫星和行星，甚至地球的大气成分。Ahmed 在声明中说：“人们用泰坦来思考‘生命出现前’的地球——当时氮气在早期地球大气中更为普遍。”但是，虽然这项研究确实完善了我们对泰坦化学以及大气霾分子如何形成的理解，但 Ahmed 在谈到研究泰坦时表示，“还有很多工作要做”。这项研究于 10 月 8 日发表在《自然-天文学》杂志上。
