两年前出现在泰坦星上空的高空云层正促使行星科学家重新思考土星最神秘的卫星。 现在研究表明，该云层由氰化氢冰组成，其存在于泰坦星表面以上 300 公里的高空，表明其南极上空的空气比任何人预想的都要冷得多。
荷兰莱顿大学的行星科学家雷姆科·德科克领导了这项研究，他说：“这告诉我们，即使在我们认为相对了解的‘行星’上，你也必须预料到意想不到的事情。” 这项研究发表在 10 月 2 日的《自然》杂志上。
这一发现正在颠覆一些关于泰坦星天气模式的观点，甚至可能为思考早期地球的天气提供不同的思路，早期地球的大气层比现在含有更多的甲烷和其他碳氢化合物。
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当云层于 2012 年 5 月首次出现在泰坦星南极上空时，研究人员并不感到惊讶。 毕竟，泰坦星的南半球一直在进入冬季，因此其温度正在下降，气体更可能在大气中冻结。 十年前，当北半球经历冬季时，科学家们曾在泰坦星北极上空看到过类似的云层。
但在去年听取了关于南极云的讲座后，德科克决定看看他是否能弄清楚云是由什么构成的。 他和他的团队查看了美国宇航局卡西尼任务的红外光谱仪收集的数据，并在云的红外光谱中发现了泰坦星大气中无云部分不存在的几个特征。
从几种可能的选择中，研究人员得出结论，这些特征是由氰化氢冰产生的。 氰化氢只是在泰坦星大气层和地表之间循环的多种碳氢化合物之一，它们以降雨形式落下，形成富含甲烷和乙烷等分子的湖泊。
但德科克的研究小组也从侧面研究了旋转的云层，并估计它漂浮在表面以上约 300 公里的高空，远高于预期。 德科克说，当欧洲航天局的惠更斯探测器于 2005 年坠入泰坦星大气层时，它测量到更低处（约 90 公里）存在氰化氢冰的迹象。
如果氰化物云真的潜伏在泰坦星上方 300 公里的高空，那么那里的温度必须比预测的低约 100 摄氏度。 而且温度一定下降得很快——在德科克的研究小组采集数据前三个月，卡西尼号测量了云层的温度，发现它太温暖，氰化氢无法凝结。
德科克说，泰坦星的南极似乎向太空散失热量的速度比从大气层内下沉的气团中吸收热量的速度更快。 马里兰州巴尔的摩市约翰·霍普金斯大学的行星科学家莎拉·霍斯特说，研究人员现在可能不得不修改他们关于泰坦星大气层的全球环流模型。 “我们正在过渡到一个非常激动人心的时刻，在这个时刻，我们第一次能够将泰坦星视为一个动态系统，”她说。 “这真的很酷。”
泰坦星的南半球，就像土星的南半球一样，随着天体围绕太阳进行 29 年的旅程，继续进入冬季。 研究人员正在观察氰化物云如何随着季节变化而反应。 自 2012 年 5 月以来，它在南极涡旋的风的冲击下发生了移动。
卡西尼号计划于 2015 年再次测量泰坦星南极上空的温度。
本文经许可转载，并于 2014 年 10 月 1 日首次发表。