Dalian Coherent Light Source afslører nye dissociationskanaler i ethanfotokemi

At forstå og udnytte miljøet af udenjordiske kroppe er et centralt mål for planetarisk videnskab. Gasgiganterne, såsom Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun, er rige på molekylær kemi og forbliver målet for langvarig videnskabelig undersøgelse.

Ligesom Jorden, hver af disse planeter kredser om solen med sin egen excentricitet og skævhed, fører til sæsonbestemte variationer i indfaldende solstråling og dermed en cyklisk kemisk sammensætning med bredde- og højdevariationer i mængderne af de forskellige molekylære bestanddele.

For nylig, Prof. Yuan Kaijun og Prof. Yang Xuemings gruppe fra Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) ved det kinesiske videnskabsakademi, i samarbejde med Prof. Michael N. R. Ashfold fra University of Bristol og Prof. Christopher S. Hansen fra University of New South Wales afslørede de nye dissociationskanaler i ethan-fotokemien ved at bruge Dalian Coherent Light Source (DCLS).

Absorptionen af ​​nær-infrarød solstråling af metan (CH ₄ ) er en vigtig bidragyder til at opvarme de øvre atmosfærer (stratosfærer) på disse planeter. CH ₄ bidrager mindre til stratosfærisk afkøling, som er mere afhængig af emission fra ethan (C ₂ H ₆ ) og acetylen (C ₂ H ₂ ).

Forståelse af balancen og samspillet mellem CH ₄ og C ₂ H ₆ /C ₂ H ₂ er central for at forstå gasgiganternes atmosfæriske dynamik. Derfor, fotodissociationen af ​​ethan er blevet undersøgt systematisk baseret på DCLS.

Ethans VUV-fotokemi, som er en vigtig bestanddel i gasgiganternes atmosfærer, er blevet undersøgt i bølgelængdeområdet fra 112 nm til 126 nm ved hjælp af fri elektronlaser (FEL) og multi-masse billeddannelsesdetektionsmetoder.

Forskerne demonstrerede bidrag fra mindst fem primære fotofragmenteringsveje, der gav CH ₂ , CH ₃ og/eller H-atomprodukter fra ethan efter VUV-excitation.

Disse resultater peger på adskillige mangler i beskrivelsen af ​​ethanfotokemi brugt i nutidige modeller af gasgiganternes atmosfærer og hjælper med at rationalisere hidtil uforklarede aspekter af ethan/acetylen-forholdet observeret i Cassini-Huygens forbiflyvning af Jupiter.

Undersøgelsen blev offentliggjort i Kemisk Videnskab .