​行星科學家使用阿塔卡馬大毫米/亞毫米陣列(ALMA)揭示了土星最大衛星土衛六（泰坦）的大氣祕密。研究小組在土衛六的大氣中發現了一個化學足跡，表明來自太陽系以外的宇宙射線，影響了與含氮有機分子形成有關的化學反應。這是第一次對這種過程的觀測證實，並影響了對土衛六有趣環境的理解。

土衛六吸引了很多人的興趣，因為它獨特的大氣層中有許多有機分子，形成了一個益生菌環境。東京大學的科學家飯野隆弘(Takahiro Iino)和團隊利用ALMA揭示了土衛六大氣中的化學過程，他們在ALMA資料中發現了微弱但穩定的乙腈(CH3CN)及其稀有同位素CH3C15N的訊號。

研究發現乙腈中14N的丰度高於其他含氮物質，如HCN和H3CN，這與用高能宇宙射線對化學過程進行的計算機模擬非常吻合。在大氣的化學過程中有兩個重要參與者：來自太陽的紫外線(UV)和來自太陽系以外的宇宙射線。

因為特定波長的紫外光與14N相互作用，在高層大氣中，紫外光“選擇性”地破壞含有15N的氮分子，14N在那個高度很容易被吸收。因此，在該海拔產生的含氮物質往往具有較高的15N丰度。另一方面，宇宙射線穿透更深，並與含有14N的氮分子相互作用。因此，14N和15N分子的丰度不同。

研究小組發現，與之前測量到的其他含氮分子相比，平流層中的乙腈在14N中含量更豐富。京都桑喬大學副教授、研究小組成員佐川秀夫(Hideo Sagawa)說：我們認為銀河宇宙射線在其他太陽系天體大氣中扮演著重要的角色，這個過程可能是普遍的，所以理解宇宙射線在土衛六中的作用在整個行星科學中至關重要，而且土衛六是ALMA觀測中最受歡迎的天體之一。

ALMA獲得的資料需要進行校準，以消除由於現場天氣變化和機械故障引起的波動。為了參考，在科學觀測中，天文臺工作人員經常將望遠鏡對準土衛六等明亮的光源。因此，大量的土衛六資料儲存在ALMA科學檔案館。Iino和研究團隊挖掘了檔案，並重新分析了土衛六的資料，發現了非常微量的CH3C15N微妙指紋，其研究發現發表在《天體物理學》期刊上。

參考期刊《天體物理學》