土衛六天氣預報：甲烷雲層飄移，偶有碳氫雨

透過NASA/ESA/CSA詹姆斯·韋伯太空望遠鏡與凱克二世望遠鏡的觀測資料，天文學家首度在土衛六北半球發現雲層對流現象。這顆衛星北半球遍佈甲烷湖泊，可能正接受來自天際的碳氫化合物洗禮。韋伯更偵測到關鍵含碳分子，為解讀這顆衛星複雜的大氣化學反應提供新線索。

這組由韋伯（2023年7月11日）與凱克望遠鏡（同年7月14日）拍攝的影像，清楚顯示甲烷雲層（白色箭頭處）在土衛六北半球不同高度出現。影像來源：NASA/ESA/CSA/STScI/凱克天文臺。

這顆籠罩在橙黃霧靄中的神秘衛星，擁有與地球相似的氮氣為主大氣層，更發展出獨特的雲雨系統。不同的是，地球水迴圈在此被零下180度的甲烷迴圈取代——液態甲烷從地表蒸發，在大氣中凝結成雲，最終化作油狀冷雨降落在堅硬如岩石的水冰地表。

「土衛六是太陽系中唯一擁有類地球天氣系統的天體，包含雲層迴圈與地表降水。」NASA哥達德太空飛行中心天文學家康納·尼克森博士強調。其團隊透過韋伯與凱克望遠鏡在2022年11月至2023年7月的聯合觀測，不僅捕捉到北半球中高緯度雲層，更發現雲團隨時間推移明顯升高。

此發現意義重大，因土衛六多數湖泊集中於北半球，而湖面蒸發被視為甲烷主要來源。值得注意的是，土衛六對流層（地球約12公里）因低重力延伸至45公里高空，研究團隊藉由不同紅外線濾鏡，成功估算雲層高度變化軌跡。

「韋伯的觀測時機恰逢土衛六北半球夏末，這個季節正是卡西尼-惠更斯號任務未能詳察的階段。」ESA研究員託馬斯·科爾內博士指出，「結合地面觀測資料，韋伯為我們開啟理解土衛六大氣的新視窗，這將有助未來ESA土星系統探測任務的規劃。」

這顆冰封世界雖嚴寒刺骨，卻因豐富的有機化學反應成為天體生物學研究熱點。甲烷作為關鍵介質，經陽光或土星磁層高能電子分解後，會重組形成乙烷等複雜碳化合物。韋伯此次明確偵測到甲烷分解產物——甲基自由基（CH₃），讓科學家首度能「即時觀察」化學反應過程，而非僅見初始物質與最終產物。

「就像我們終於能看見蛋糕在烤箱中膨脹的過程，而不只是麵粉糖霜的原料，或是完成品。」NASA哥達德中心研究員史蒂芬妮·米拉姆博士生動比喻。這項發現對土衛六的未來至關重要——持續的甲烷分解將導致大氣層逐漸流失氫氣，若無內部補充機制，終將使這顆衛星淪為無大氣的荒漠世界，如同火星水分子散失的歷史重演。

相關研究成果已發表於《自然天文學》期刊（Nixon et al., 2025）。