冰冷行星类似物中电子诱导的功能化烃类的 CO2 和烃溅射

在木卫二稀薄的外逸层和表面混沌区域均已探测到 CO2，但目前尚不清楚这些 CO2 是由辐射分解原位生成，还是直接由海洋输送而来。本工作研究了辐射分解途径，并探讨了从地下海洋上涌的有机物可能对表面和外逸层中的这一特征有所贡献。具体而言，我们报告了水冰中具有不同官能团的有机物——己酸、己醇和己烷——在电子诱导溅射下产生的含碳副产物的演化。我们发现，在真空中经电子辐照后，酸官能化分子产生的 CO2 比非官能化或醇官能化分子高出 10 倍以上，但所有三种物质都在一定程度上产生了 CO2。CO2 的生成量被发现依赖于温度。在 100 K 和 120 K 的冰中，CO2 是主要产物，且 100 K 和 120 K 下的 CO2 生成量比 80 K 时高出 3 倍。含己酸的冰中长链分子（如戊烷）的溅射量比含己烷/己醇的冰高出 100 倍，这表明带有羧酸（COOH）官能团的有机物可能也更易产生可被喷射到外逸层中的挥发性物质。