土卫六是土星最大的卫星，在我们太阳系的所有卫星中是独一无二的，因为它稠密而富含氮的大气层中还含有碳氢化合物和其他化合物。这种丰富的化学混合物形成背后的故事一直是一些科学争论的来源。

现在，一项由能源部劳伦斯伯克利国家实验室(Berkeley Laboratory)化学科学部科学家参与的研究合作已经开始研究一种可能促进多环分子形成的低温化学机制——前驱体。现在，在月球的棕橙色雾层中发现了更复杂的化学成分。

这项研究由夏威夷大学马诺阿分校的拉尔夫凯泽(Ralf Kaiser)共同领导，发表在10月8日的《自然天文学》杂志上，与高温反应机制需要产生卫星任务的化学成分的理论背道而驰。在土卫六的大气中观测到的。

该团队还包括来自伯克利实验室、夏威夷大学马诺阿分校、俄罗斯萨马拉大学和佛罗里达国际大学的其他研究人员。该团队使用伯克利实验室高级光源(ALS)中的真空紫外实验，结合计算机模拟和建模工作，展示了有助于土卫六现代大气化学的化学反应。

“我们在这里为人们没有想到的低温反应路径提供证据，”伯克利实验室化学科学部的科学家兼ALS研究的联合负责人穆萨希德艾哈迈德说。"这导致了泰坦化学中缺失的一环."

他解释说，土卫六可能为包括地球在内的其他卫星和行星的复杂化学发展提供线索。“人们用泰坦来想象一个‘前生命’地球——那时氮在地球早期大气中更常见。”

苯是一种简单的碳氢化合物，具有六碳单环分子结构，已在土卫六上被检测到，并被认为是具有双环和三环结构的更大碳氢化合物分子的结构单元，进而形成其他碳氢化合物和气溶胶粒子，现在构成了土卫六的大气。这些多环碳氢化合物分子被称为多环芳烃(PAHs)。

在最新的研究中，研究人员在ALS中混合了两种气体——一种叫做萘基(C10H7)的短寿命双环PAH和一种叫做乙烯基乙炔(C4H4)的碳氢化合物，在这个过程中，产生了三环多环芳烃。根据对其大气化学成分的了解，推测用于驱动反应的两种化学物质在土卫六上都存在。

ALS实验将反应的最终产物从小反应室中排出。研究人员使用一种叫做反射飞行时间质谱仪的探测器来测量两种气体反应产生的分子碎片的质量。这些测量提供了关于三环多环芳烃(菲和蒽)化学的详细信息。

虽然als实验用化学反应器模拟化学反应，用一束真空紫外线检测反应产物，但配套计算和模拟表明，ALS实验中形成的化学物质并不需要高温。

凯泽说，在als中研究的化学物质等多环芳烃(PAHs)具有一些特性，使它们在深空中特别难以识别。“事实上，在星际介质的气相中没有检测到单一的多环芳烃，”星际介质是填充恒星之间空间的物质。

“我们的研究表明，多环芳烃比预期的更广泛，因为它们不需要碳恒星周围存在的高温，”他补充说。我们探索的机理有望是多功能的，并形成更复杂的多环芳烃。"

而且因为多环芳烃(PAHs)被认为是形成分子云的前体——所谓的“分子工厂”是更复杂的有机分子，可以包括我们所知道的生命的前体——“这可以开辟理论和碳的新模型——他说，在深空和丰富的行星大气中存在物质，它们在我们太阳系中的卫星也在发展和起源。