土星卫星泰坦（土卫六）上的赤道沙丘是太阳系中最引人注目的表面特征之一，在这之前，科学家们还不确定它们形成的原因。新的实验证据表明，这些沙丘是宇宙射线撞击泰坦表面冰的结果。
土星卫星泰坦表面的沙丘泰坦是太阳系中最整洁的地方之一。它是一颗土星卫星，其特点是大气密度高，表面液体以碳氢化合物湖和海洋的形式存在，巨大的沙尘暴，以及冰火山喷出的水而不是熔岩。在泰坦的赤道上，有一个赤道沙漠，叫做香格里拉沙海，它是泰坦的独有特征，那里是一个巨大沙丘网络的所在地，其中最高的沙丘高达米（英尺）。利用美国宇航局的“卡西尼号”宇宙飞船和欧空局的惠更斯登陆器，研究人员已经能够观测到这些沙丘，它们的面积超过0万平方公里（万平方英里）。
在地球上，沙丘主要由硅酸盐组成，但泰坦上的黑色沙丘是由有机物质构成的，其来源和组成尚不清楚。
先前的研究表明，这些有机物是在泰坦的大气中产生的，这是甲烷、氮气和太阳光子连锁反应的结果。这些诞生于天空的微粒雨落在沙漠表面，在地质时间尺度上为沙丘提供了基质。
泰坦上肆虐的大气风暴本周发表在《科学进展》杂志上的一项新研究提出了一个新的解释，认为这些粒子是由星际宇宙射线的持续轰击泰坦表面引发的复杂化学反应直接形成。
多亏了我们可靠的磁气圈，地球表面受到了这种辐射的保护，但泰坦却不能这样说，它只能依靠厚厚的大气层来吸收外来的辐射。
夏威夷大学的物理化学家拉尔夫·凯瑟和他的伙伴进行了一项实验，以观察冷冻乙炔（一种用于焊接的化合物）能否转化为复杂的有机分子，如泰坦上看到的分子，特别是苯和萘。这项研究是由先前在泰坦沙丘附近地区观测到的乙炔冰推动的。
泰坦沙丘为了模拟宇宙射线的影响，研究人员用高能电子对样品进行爆炸，然后将这种经过化学转化的产品加热到升华点（当固体直接变成气体）进行化学分析。实验产生了预期的效果，把乙炔变成了黑色的有机“喷枪”，或者更专业地说，是含有三到四个碳环的多环芳烃（pahs）。
新的研究表明，多环芳烃，包括萘和菲及其前体苯、苯乙炔和苯乙烯，可以通过辐照冷冻乙炔来合成，这一过程可能发生在泰坦的表面，然后作为“有机沙丘材料的关键分子原料“，作者在研究报告中写道。
这显然不能证明泰坦上的沙丘是以同样的方式产生的，但这对泰坦和太阳系其他地方，包括没有大气层的天体来说，这种有趣的可行性都是有可能存在的。在同一份新闻稿中，这项研究的合著者马修·阿普兰阿尔普说：“解开形成这种有机沙丘物质的起源和化学途径，不仅对了解土卫六的化学演化至关重要，而且对于了解在万年前地球上出现生命之前，地球上的化学物可能是什么样子至关重要。”
我们仍然不能完全确定沙丘材料来自何处或者是由什么构成的，但是美国宇航局的“蜻蜓”无人机可以发现更多关于这个谜团的线索，因为它的初始任务是探测泰坦沙丘。可悲的是，我们将不得不等待一段时间，因为“蜻蜓”要到21世纪30年代中期才能登上泰坦朦胧的金色天空。