土卫六丰富的丙烷：卡西尼 CIRS 视角

本文选取了卡西尼复合红外光谱仪（CIRS）在低纬度（30°S--30°N）临边观测模式下获得的大光谱平均值，这大大增加了光程长度，从而提高了对丙烷等光学薄痕量气体的信噪比。通过建模并减去其他气体种类的发射，我们证明 CIRS 至少探测到了丙烷的六个红外波段，其中包括两个先前未在土卫六光谱中识别出的波段。利用 1300-1400 cm⁻¹ 范围的新谱线列表以及现有的 GEISA 列表，我们从 748 和 1376 cm⁻¹ 两个波段反演了丙烷丰度。在 748 cm⁻¹ 处，我们在 2 mbar 气压下反演得到 (4.2 ± 0.5) × 10⁻⁷（1σ 误差），与先前研究吻合良好，尽管当前光谱图谱中缺乏热波段仍然是一个问题。我们还从 1376 cm⁻¹ 波段确定了在 2 mbar 气压下的 (5.7 ± 0.8) × 10⁻⁷——该值可能受到系统误差的影响，包括由雾霾引起的连续谱梯度以及乙烷 n6 波段的不完美模型。这项研究首次清楚地显示了丙烷发射波段在土卫六热红外光谱中的普遍存在，并指出迫切需要进一步的实验室光谱学工作，既要提供模拟这些波段所需的谱线位置和强度，也要进一步表征雾霾的光谱不透明度。目前缺乏对丙烷的精确建模能力，不仅阻碍了丙烷本身的测量，也阻碍了在许多光谱区域寻找新分子的发射。