Het begrijpen en exploiteren van de omgeving van buitenaardse lichamen is een centrale doelstelling van planetaire wetenschap. De gasreuzen, zoals Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus, zijn rijk aan moleculaire chemie en blijven het doelwit van langdurig wetenschappelijk onderzoek.

Net als de aarde, elk van deze planeten draait om de zon met zijn eigen excentriciteit en scheefstand, wat leidt tot seizoensvariaties in invallende zonnestraling en dus een cyclische chemische samenstelling met breedte- en hoogtevariaties in de abundanties van de verschillende moleculaire bestanddelen.

Onlangs, Prof. Yuan Kaijun en Prof. Yang Xueming's groep van het Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) van de Chinese Academie van Wetenschappen, in samenwerking met Prof. Michael N.R. Ashfold van de Universiteit van Bristol en Prof. Christopher S. Hansen van de Universiteit van New South Wales, onthulden de nieuwe dissociatiekanalen in de ethaanfotochemie met behulp van de Dalian Coherent Light Source (DCLS).

De absorptie van nabij-infrarode zonnestraling door methaan (CH ₄ ) levert een belangrijke bijdrage aan de opwarming van de bovenste atmosferen (stratosferen) van deze planeten. CH ₄ draagt ​​minder bij aan stratosferische koeling, die meer afhankelijk is van de emissie van ethaan (C ₂ H ₆ ) en acetyleen (C ₂ H ₂ ).

De balans en het samenspel tussen CH . begrijpen ₄ en C ₂ H ₆ /C ₂ H ₂ staat centraal bij het begrijpen van de atmosferische dynamiek van de gasreuzen. Daarom, de fotodissociatie van ethaan is systematisch onderzocht op basis van DCLS.

De VUV-fotochemie van ethaan, dat een belangrijk bestanddeel is in de atmosfeer van de gasreuzen, is bestudeerd in het golflengtebereik van 112 nm tot 126 nm door gebruik te maken van de vrije elektronenlaser (FEL) en multi-mass imaging-detectiemethoden.

De wetenschappers toonden bijdragen aan van ten minste vijf primaire fotofragmentatieroutes die CH . opleverden ₂ , CH ₃ en/of H-atoomproducten uit ethaan na VUV-excitatie.

Deze resultaten wijzen op verschillende tekortkomingen in de beschrijving van ethaanfotochemie die wordt gebruikt in hedendaagse modellen van de atmosfeer van de gasreuzen en helpen tot nu toe onverklaarde aspecten van de ethaan/acetyleenverhoudingen die werden waargenomen in de Cassini-Huygens-fly-by van Jupiter te rationaliseren.

De studie is gepubliceerd in Chemische Wetenschappen .