卡西尼号揭示了悬浮在泰坦上的冷冻氰化氢颗粒云

土星的卫星土卫六的这两个视图显示了南极涡旋，这是巨大的漩涡状云团，于2012年由NASA的卡西尼号航天器首次观测到。图像

来自美国宇航局卡西尼号任务的数据显示，一个巨大的极地旋涡盘旋在泰坦南极上空，含有有毒化合物氰化氢（HCN）的冷冻颗粒。

这项研究的主要作者，莱顿天文台和SRON荷兰空间研究所的雷姆科·德·科克（Remco de Kok）说：“这项发现表明，土卫六南半球的大气层降温的速度比我们预期的要快得多。”

土卫六是太阳系中唯一隐藏在浓密大气中的卫星。就像我们的家乡地球一样，土卫六也会经历四季。由于它与土星一起绕太阳运行29年，每个季节持续约7个地球年。最近的季节转换发生在2009年，北半球的冬季由春季变为春季，南半球的夏季由秋季变为秋季。

2012年5月，土卫六的南半球正处于秋天，卡西尼号的图像显示出巨大的漩涡状云层，横跨数百英里，形成在土卫六南极上方的形状。这种极地涡旋似乎是季节变化的影响。

关于涡旋云的一个令人费解的细节是它的高度，距土卫六表面约200英里（约300公里），那里的科学家认为温度太高以至于无法形成云。de Kok说：“我们真的没想到会看到如此巨大的云层在大气层中如此高。”

热衷于了解什么会导致这种神秘的云，科学家们深入研究了卡西尼号的观测结果，并发现了土卫六大气层反射的太阳光光谱中的重要线索。

光谱将来自天体的光分解成其组成颜色，从而揭示存在的元素和分子的特征。卡西尼号的可见光和红外光谱仪（VIMS）可以绘制泰坦大气中及其表面上化学物质的分布图。

de Kok说：“相对于土卫六大气层的其他部分，来自极地涡旋的光表现出显着差异。”“我们可以清楚地看到冷冻的HCN分子的特征。”

作为气体，六氯化碳在泰坦的富氮气氛中少量存在。以冰的形式发现这些分子是令人惊讶的，因为只有在大气温度低至负234华氏度（负148摄氏度）时HCN才能凝结形成冷冻颗粒。这比当前土卫六高层大气理论模型的预测低约200华氏度（约100摄氏度）。

为了检查实际上是否可能达到如此低的温度，研究小组查看了卡西尼（Cassini）复合红外光谱仪（CIRS）的观测结果，该光谱仪可测量不同高度的大气温度。这些数据表明，土卫六的南半球一直在迅速冷却，从而有可能达到形成南极所见的巨大有毒云所需的低温。

自2009年季节变化以来，大气环流一直在向南部吸引大量天然气。当HCN气体在那里变得更加集中时，其分子在红外波长下会明亮地发光，从而在此过程中冷却周围的空气。造成这种降温的另一个因素是，随着冬季的临近，土卫六南半球的日照量减少了。

美国宇航局喷气推进实验室的卡西尼项目经理厄尔·麦兹（Earl Maize）说：“这些引人入胜的结果是用数年而不是数月的时间来衡量的，这是非凡的卡西尼号航天器及其仪器寿命长的又一个例子。”“在2017年土星系统临近夏至时，我们期待着更多的启示。”

卡西尼－惠更斯号飞行任务是美国宇航局，欧洲航天局和意大利航天局的合作项目。JPL是帕萨迪纳市加利福尼亚理工学院的统称，负责管理NASA在华盛顿的科学任务委员会的任务。VIMS团队位于图森的亚利桑那大学。CIRS团队的总部位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心。

出版物：Remco J. de Kok等人，“土卫六高海拔南部极地云中的HCN冰”，《自然》 514号，65-67页（2014年10月2日）； doi：10.1038 / nature13789

图像：NASA / JPL-Caltech / ASI / Univ。亚利桑那州/ SSI /莱顿观察站/ SRON