太陽系衛星中，土衛六如何維持濃厚大氣層一直是個謎。
土衛六是土星最大衛星，又稱「泰坦」，直徑雖僅地球40%，卻有地球大氣1.5倍密度的濃厚大氣層，如果太空人能在地表行走，可能會感覺像在水中行走。天文學家曾推測，土衛六之所以擁有濃厚大氣，或許是因豐富有機物受熱分解後持續補充大氣物質，近期團隊設計實驗模擬土衛六的環境與大氣演化，證實上述想法。
土衛六大氣層由約95%氮氣和5%甲烷組成，自從1944年發現以來，來源、時間長短與演化過程一直是天文學家關注的問題，甲烷對維持土衛六濃厚的大氣層至關重要。甲烷受太陽輻射作用後會發生化學反應並逐漸消耗，天文學家估計只要約3千萬年，土衛六大氣甲烷就會完全消散，導致大氣其他物質凝結。故天文學家認為，土衛六必定有某種機制持續補充甲烷，否則大氣層演化時就會消失。
直到2019年，部分天文學家推測土衛六大氣可能是內部熱化學反應補充，因土衛六蘊含大量有機物，若受熱分解會釋放氮氣與碳氫化合物如甲烷，若氣體逐漸滲透至地表散出，最終就累積形成厚重大氣層。
▲ 天文學家認為土衛六核心被多層冰和地下液態海洋覆蓋。最新實驗顯示，核心有機物受熱後產生的氮氣和甲烷氣體會滲出地表，不斷補充土衛六大氣層。（Source：Southwest Research Institute，下同）
近期團隊依卡西尼號（Cassini-Huygens）探測器數據，設計模擬土衛六環境實驗，驗證推論。實驗室創造出高達10千巴（kbar）壓力模擬土衛六環境，將有機物加熱至250°C~500°C。結果顯示此條件下有機物會持續分解並產生大量二氧化碳與甲烷，持續補充大氣物質並形成土衛六的濃厚大氣層。
▲ 實驗室創造與土衛六岩石核心相近溫度、壓力條件，並對管中有機物加熱加壓，結果大量產生維持土衛六大氣層必需的氣體氮氣與甲烷。
團隊也與預定2028年發射登陸土衛六的蜻蜓號（Dragonfly）探測任務合作，研究土衛六是否有地下海洋及是否適合生命生存。
（本文由 台北天文館 授權轉載；首圖為卡西尼號拍攝的土衛六真實色影像，來源：NASA / JPL-Caltech）
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