托林 (天文学)
托林（英语：tholin，来自古希腊语：θολός，“不清澈的”）是一种存在于远离恒星的寒冷星体上的物质，是一类共聚物分子，由原初的甲烷、乙烷等简单结构有机化合物在紫外线照射下形成，但它并不是单一的纯净物，并没有确定的化学分子或明确的混合物与之对应。托林通常为浅红色或棕色的外观。托林无法在今日的地球自然环境下形成，但在外太阳系以冰组成的天体表面含量极大。
形成与侦测
在太阳系以外，哈勃空间望远镜使用近红外线照相机和多目标分光仪在距离地球220光年的年龄4.2亿年恒星 HR 4796A 旁发现[1]。
在海卫一和土卫六上的托林是富含氮的有机物，这是因为太阳辐射照射这两颗卫星富含氮和甲烷的大气层而形成。海卫一的大气层含有99.9%的氮和0.1%的甲烷，而土卫六的大气层则是98.4%的氮，1.6%的甲烷和痕量的其他气体。这种大气层中的衍生物和太阳辐射照射水的包合物与甲烷、乙烷等有机物而产生的“冰托林”是不同的，冥族小天体 Ixion 表面即含有大量冰托林。
在彗星、半人马小行星以及许多外太阳系的冰卫星表面有许多冰托林存在。土卫六大气层的橘红色云雾和半人马小行星的表面被认为有托林的存在。托林可能也在年轻恒星旁的原行星盘存在，参见 HR 4796A。部分科学家假设早期的地球曾经因为受到富含托林的卫星撞击，使有机物进入地球，成为生命诞生的原始物质，请参见米勒-尤里实验。不过在24亿年前的大氧化事件使地球大气层中产生氧自由基，使托林无法在今日的地球存在。
一个解释托林形成的理论模型是氮和甲烷分子被高能粒子和太阳辐射分解和离子化后，形成乙烯、乙烷、乙炔和氰化氢等其他小的简单分子和阳离子，接着形成苯和其他有机分子。这些分子经过聚合成以较大分子为主的气凝胶，凝结后沉积于行星表面[2]。
"Tholin" 这个词是由天文学家卡尔·萨根和他的同事比斯恩·卡哈所创的词，用来形容在他们自己的米勒-尤里实验仪器中混合气体内获得的难以定性的物质，而相同的物质也在土卫六大气层中被发现[3]。它并不是一种特定的物质，但常被用来指行星表面泛红的有机物质。
托林在低压环境下形成时往往在分子中包含氮原子，如果在高压下形成，氮原子就可能位于分子的终端位置[4]。
托林可以作为天体表面防止紫外线辐射的有效屏障[5]。
实验中已证实，土壤中的多种细菌可以将人工合成的托林作为生存所需的唯一碳源。因此托林被认为是自养生物演化出现以前异养生物的第一批食物[6]。
参见
参考资料
- ^ Spaceflight Now | Breaking News | Red dust in disk may harbor precursors to life. [2012-11-22]. （原始内容存档于2021-01-26）.
- ^ tholin. [2012-11-22]. （原始内容存档于2012-02-28）.
- ^ Carl Sagan & B. N. Khare. Tholins: organic chemistry of interstellar grains and gas. Nature. 1979, 277 (5692): 102. Bibcode:1979Natur.277..102S. doi:10.1038/277102a0.
- ^ Abstract. [2012-11-22]. （原始内容存档于2012-09-12）.
- ^ Mass Spectrometry - Base Peak - The web's leading Mass Spectrometry Resource. [2012-11-22]. （原始内容存档于2012-09-12）.
- ^ Microbial metabolism of tholin. [2012-11-22]. （原始内容存档于2019-04-30）.
延伸阅读
- Waite, J.H.; Young, D.T.; Cravens, T.E.; Coates, A.J.; Crary, F.J.; Magee, B.; Westlake, J. The process of tholin formation in Titan's upper atmosphere. Science. 2007, 316 (5826): 870–5. Bibcode:2007Sci...316..870W. PMID 17495166. doi:10.1126/science.1139727.