土卫六大气层里的氮的起源环境类似于奥尔特云里最古老彗星的寒冷出生地

土卫六的原材料或可能在土星形成之前就已经锁定在已经凝固的冰里

（神秘的地球报道）据凤凰科技（编译/严炎刘星）：科学日报报道，近日由美国宇航局和欧洲空间局合作资助的最新研究发现了确凿的证据表明，土星的卫星土卫六大气层里的氮的起源环境类似于奥尔特云里最古老彗星的寒冷出生地。这项发现排除了土卫六的基本建构单元形成于温暖物质盘的可能性，据称这些物质盘在土星形成期曾环绕着婴儿土星。

这项最新研究的主要启示意义在于土卫六的基本建构单元形成于太阳系早期历史阶段的寒冷气体尘埃盘里，太阳就形成于这个物质盘，据称它也是很多彗星的出生地，后者仍保持相对原始几乎不变的组成成分。

由美国圣安东尼奥西南研究院的凯思琳·曼德（ Kathleen Mandt）带领的研究被发表在本周的《天体物理学快报》上。氮是地球也是土卫六大气层里的主要组成成分，土卫六这颗行星大小的土星卫星常被用于与早期地球作对比。这篇文章表明土卫六原始的建构单元仍存在于这颗冰卫星的大气层里，使得研究人员能够测试有关土卫六形成的不同理论。

曼德和同事演示了作为土卫六氮起源的一种特殊化学暗示目前的含量应该与土卫六形成时——大约46亿年前的量大致相当。这一化学暗示是指其中一种同位素与另一种同位素的比率，也就是氮-14与氮-15的比率。研究小组发现我们的太阳系还不够古老，不足以支持氮比率发生如此大的巨变，这与科学家们之前假设的相矛盾。“当我们密切观察同位素比率随着时间是如何进化时，我们发现它（在太阳系的进化时间内）无法发生如此大的变化。土卫六的大气层里包含如此多的氮，没有任何过程能够如此显著的改变这种追踪物。”

同位素比率在长时间内发生的较小变化使得研究人员能够对比土卫六的原始结构单元和其它太阳系天体，以寻找两者之间的联系。随着行星科学家逐渐调查太阳系形成之谜，同位素比率成为他们能够收集到的最有价值的线索之一。在行星大气层和表面物质里，一种元素，例如氮，的一种形式的特定量相对同一元素另一种形式的比率是非常强大的诊断工具，因为它与材料形成时的环境条件密切相关。

这项研究对地球也有启示意义。它支持了最近才出现的新观点，后者认为来自彗星的氨冰可能并不是地球氮的主要来源。在过去，研究人员假定彗星、土卫六和地球之间存在联系，并认为土卫六大气层里氮同位素比率与地球现在的比率相同。由美国宇航局和欧洲航天局的卡西尼号-惠更斯任务里的好几项设备进行的对土卫六氮同位素的测量显示事实并非如此。土卫六和地球的氮同位素比率并不相同，但对彗星上氮同位素的测量显示它的确与土卫六有关。这意味着地球和土卫六的氮来源肯定不相同。

其它研究人员显示了自地球形成起，地球上氮同位素比率很可能并未发生太大的变化。“有些人认为陨石将氮带至地球，或者氮来自于形成太阳的气体盘，这是未来需要调查的一个有趣谜题。” 曼德说道。

曼德和同事想要查明他们的发现是否得到欧洲空间局罗塞塔项目的数据支持，罗塞塔项目将于今年晚期开启67P/楚留莫夫-格拉希门克彗星(67p/Churyumov-Gerasimenko)项目。如果他们的分析是正确的，那么彗星应该具有比土卫六更低的同位素比率。本质上来说，科学家们认为土卫六的化学比率更类似于奥尔特云彗星，而非出生在柯伊伯带(Kuiper Belt)的彗星，后者开始于海王星轨道附近，67P/楚留莫夫-格拉希门克彗星就是一颗柯伊伯带彗星。

“这项令人兴奋的发现是卡西尼号科学研究的重要例子，它为我们提供了有关太阳系以及地球是如何形成的知识。”美国加州帕萨迪纳市美国宇航局喷气推进实验室卡西尼号项目科学家斯科特·埃金顿(Scott Edgington)这样说道。

卡西尼号-惠更斯项目是由美国宇航局、欧洲航天局和意大利航天局合作进行的。罗塞塔项目是由欧洲空间局成员国以及美国宇航局合作进行的。