타이탄 대기에서 유성체에 의한 유기 분자의 충격 합성

열화학 모델링 및 충격관 실험은 N2/CH4 가스 혼합물에 가해진 충격이 유기 분자를 합성할 수 있음을 보여줍니다. 따라서 토성의 위성 타이탄의 대기로 진입하는 충분히 큰 극초음속 유성체는 유기화학을 촉진해야 합니다.

그러기 위해서는 유성체는 충격을 발생시키기 위해 주어진 고도에서 대기 평균 자유 경로에 비해 충분히 커야 하며 경로 길이당 충분한 에너지를 축적하여 관련 분자를 여기시키고 해리시킬 수 있을 만큼 높은 온도를 생성해야 합니다. 카시니 우주선은 토성의 고리에 대한 여러 유성체 충돌을 이미지화하여 처음으로 밀리미터에서 미터 크기 범위의 유성체의 플럭스 및 크기-주파수 분포에 대한 경험적 추정을 가능하게 했습니다.

우리는 이러한 결과를 대기 진입 모델과 N2/CH4 대기에 대한 열화학 및 실험적 충격파 생성 효율과 결합하고 HCN, C2H2, C2H4의 충격파 생성 속도와 그에 따른 H2 생성을 계산합니다. 우리는 유성체가 UV 광자에 의해 구동되는 광화학 생성 속도의 약 1%만큼 이러한 분자를 생성할 수 있으며 자기권 이온 및 90-100 nm UV 광자보다 더 많은 에너지를 축적할 수 있음을 발견했습니다.

더욱이, 이들 유성체는 관련 UV 광자와 자기권 이온이 침투하는 것보다 타이탄의 대기에서 수백 킬로미터 더 낮은 곳에서 유기 분자를 생성하며, 최고 생성은 고도 200~500km, 즉 관측된 연무층에서 발생합니다. 따라서 유성체에 의한 분자 충격 생성은 타이탄의 대기 화학을 이해하는 데 중요할 수 있습니다.

에린 E. 플라워스, 크리스토퍼 F. 치바

댓글: 12페이지, 그림 6개 주제: 지구 및 행성 천체 물리학(astro-ph.EP) 인용: arXiv:2307.10293 [astro-ph.EP](또는 이 버전의 경우 arXiv:2307.10293v1 [astro-ph.EP])Journal 참조: 행성. 과학. J. 4 (2023) 127관련 DOI:https://doi.org/10.3847/PSJ/acdfc9Focus to learn more 제출 이력 출처: Erin Flowers[v1] 2023년 7월 18일 화요일 14:43:39 UTC(801KB)https:/ /arxiv.org/abs/2307.10293A스트로생물학

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