低温 N2-CH4 等离子体放电实验揭示的土卫六大气化学
地球与行星天体物理
2022-09-26 v1
摘要
土卫六 N2-CH4 大气中的化学过程产生复杂的有机气溶胶。尽管广泛的观测、实验室与理论模拟已极大改善了对土卫六大气的物理与化学约束，这些化学过程及生成的有机化合物仍远未被理解。此处，我们开展一系列以 N2-CH4 气体混合物的土卫六大气模拟实验，并首次在土卫六相关温度(100 K)下研究初始 CH4 比例、压强与流速对气体及固体产物产率与组成的影响。我们发现气体与固体产物的产率随 CH4 比例增加而上升。含氮物种在气体产物中的产率远高于烃类，且固体产物的 N/C 比相较于先前相同 CH4 比例的等离子体模拟显得最高。低温模拟实验中更高程度的氮掺入表明温度可能在土卫六寒冷大气的氮掺入中起重要作用。我们还发现 H2 是主导气体产物，并作为实验中新有机分子产率的指示剂，且 CH2NH 可能对碳与氮掺入固体颗粒均有重大贡献。压强与流速影响气体混合物暴露于能量源的时间量，从而影响由等离子体放电引发的 N2-CH4 化学，强调了能量通量在土卫六大气化学中的影响。
引用
@article{arxiv.2209.11264,
title = {Titan Atmospheric Chemistry Revealed by Low-temperature N2-CH4 Plasma Discharge Experiments},
author = {Chao He and Joseph Serigano and Sarah M. Horst and Michael Radke and Joshua A. Sebree},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.11264},
year = {2022}
}
备注
Accepted in ACS Earth and Space Chemistry, 6 figures