天文学家用红外线对海卫一有了一项冰冷的发现


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  海卫一(崔顿Triton)围绕海王星运行。海王星是太阳的第8颗行星,距离地球43亿公里(27亿英里)远,位于冰冷的太阳系主要行星区域的边缘。海王星表面温度接近绝对零度,温度如此之低,以至于我们在地球上熟知的气态化合物被冻成类似冰的物质。海卫一的大气密度是地球的7万分之一,由氮气、甲烷和一氧化碳构成。

  

  图解: 旅行者2号1989年8月24日摄于距离海卫一53万千米处

  海卫一的这些极端的条件导致了一些非凡的新发现。一个国际科研团队利用位于智利8米的双子南座望远镜(Gemini South Telescope)查明了一种由一氧化碳分子和氮分子混合在一起并且同频震动而产生特殊的红外信号。另外 ,一氧化碳和氮冰分别吸收各自波长不同的红外光,但是这两种物质的冰状混合物的同频震动却吸收了一种额外的独特波长的红外线。

  

  图解: 海卫一的轨道和运转方向(红)与大多数卫星的轨道(绿)的比较

  这项发现,被发表在《天文期刊(Astronomical Journal)》上,揭示了这种挥发性的混合物如何通过间歇泉穿过卫星的表面,引发季节性的大气变化,并且影响着那个遥远的冰冻世界。

  

  图解: 海卫一表面的云

  “虽然我们找出的这种冰冷的光谱形式是合理的,尤其是这种混合冰状物是可以在实验室创造出来的。但这种特殊波长的红外线在另一个星球被发现却是第一次。”北亚利桑那大学教授斯蒂芬?特格如是说。

  他是是这项研究的带头人,同时还有罗威尔天文台的威尔·格伦迪和詹妮弗·汉利,其他合作者还包括北亚利桑那大学的特里·斯塔弗尔比姆、夏安·杜斯特鲁德、格里克·林德伯格、安娜·恩格尔、托马斯·迪林厄姆、丹尼尔·马修和戴维·特里林。

  

  图解: 海卫一是一个地质活跃的卫星,其表面年轻复杂

  在地球的大气层中,一氧化碳和氮气是以气体形式存在的而非固体。事实上,氮气是我们所呼吸空气的主要成分,一氧化碳则是一种罕见并且致命的污染物。而在遥远的海卫一上,一氧化碳和氮气被冻结起来。它们可以相互独立的凝结成冰,也可以像双子南座望远镜所观测到的那样,混合在一起冻结。这种混合“冰”可能与海卫一标志性的间歇泉有关,据旅行者2号首次在黑暗中观测到的图像显示,这颗冰冻的卫星上有因风吹而显现深色条纹。

  

  图解: 海卫一表面的撞击坑很少,说明其表面活动剧烈

  在未来,研究者们预计这项发现将有助于了解海王星以及其他遥远星球的冰的成分。天文学家推测这种一氧化碳和氮的混合冰不仅仅存在于海卫一,也可能存在于冥王星。在那里,新视野号(New Horizons)发现了这两种冰的存在。双子南座望远镜发现的光谱数据直接证明了这些混合冰在其他任何星球都可以吸收这种光。

  图解: 旅行者2号从13万千米高处拍摄的哈密瓜皮地形

  泰格勒在天体物理冰实验室( Astrophysical Ice Laboratory)用透射和拉曼光谱学(Raman spectroscopy)的方法研究柯伊伯带天体表面的冰。这个实验室是罗威尔天文台和北亚利桑那大学的物理和天文部门合作创建的,促进了外太阳系的低温物质研究,比如支配冥王星、海卫一、阋神星地表的甲烷和氮的混合冰,以及流淌在土卫六表面的乙烷-甲烷-氮的混合液体。

  

  图解: 旅行者2号飞越海王星后三天反眺海王星与海卫一

  这个实验室由两个实验站组成,一个用于薄冰的气沉积,另一个用于大量的低温液体样品和厚达2厘米(0.8英寸)的结冰样品。分析低温材料的仪器包括傅里叶转换红外光谱仪、质谱仪和X射线电子光谱。

  

  图解: 丽亚 - 土星的第二大卫星

  参考资料

  1.Wikipedia百科全书

  2.天文学名词

  3. spaceanswers-北落师门

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  海卫一(崔顿Triton)围绕海王星运行。海王星是太阳的第8颗行星,距离地球43亿公里(27亿英里)远,位于冰冷的太阳系主要行星区域的边缘。海王星表面温度接近绝对零度,温度如此之低,以至于我们在地球上熟知的气态化合物被冻成类似冰的物质。海卫一的大气密度是地球的7万分之一,由氮气、甲烷和一氧化碳构成。

  

  图解: 旅行者2号1989年8月24日摄于距离海卫一53万千米处

  海卫一的这些极端的条件导致了一些非凡的新发现。一个国际科研团队利用位于智利8米的双子南座望远镜(Gemini South Telescope)查明了一种由一氧化碳分子和氮分子混合在一起并且同频震动而产生特殊的红外信号。另外 ,一氧化碳和氮冰分别吸收各自波长不同的红外光,但是这两种物质的冰状混合物的同频震动却吸收了一种额外的独特波长的红外线。

  

  图解: 海卫一的轨道和运转方向(红)与大多数卫星的轨道(绿)的比较

  这项发现,被发表在《天文期刊(Astronomical Journal)》上,揭示了这种挥发性的混合物如何通过间歇泉穿过卫星的表面,引发季节性的大气变化,并且影响着那个遥远的冰冻世界。

  

  图解: 海卫一表面的云

  “虽然我们找出的这种冰冷的光谱形式是合理的,尤其是这种混合冰状物是可以在实验室创造出来的。但这种特殊波长的红外线在另一个星球被发现却是第一次。”北亚利桑那大学教授斯蒂芬?特格如是说。

  他是是这项研究的带头人,同时还有罗威尔天文台的威尔·格伦迪和詹妮弗·汉利,其他合作者还包括北亚利桑那大学的特里·斯塔弗尔比姆、夏安·杜斯特鲁德、格里克·林德伯格、安娜·恩格尔、托马斯·迪林厄姆、丹尼尔·马修和戴维·特里林。

  

  图解: 海卫一是一个地质活跃的卫星,其表面年轻复杂

  在地球的大气层中,一氧化碳和氮气是以气体形式存在的而非固体。事实上,氮气是我们所呼吸空气的主要成分,一氧化碳则是一种罕见并且致命的污染物。而在遥远的海卫一上,一氧化碳和氮气被冻结起来。它们可以相互独立的凝结成冰,也可以像双子南座望远镜所观测到的那样,混合在一起冻结。这种混合“冰”可能与海卫一标志性的间歇泉有关,据旅行者2号首次在黑暗中观测到的图像显示,这颗冰冻的卫星上有因风吹而显现深色条纹。

  

  图解: 海卫一表面的撞击坑很少,说明其表面活动剧烈

  在未来,研究者们预计这项发现将有助于了解海王星以及其他遥远星球的冰的成分。天文学家推测这种一氧化碳和氮的混合冰不仅仅存在于海卫一,也可能存在于冥王星。在那里,新视野号(New Horizons)发现了这两种冰的存在。双子南座望远镜发现的光谱数据直接证明了这些混合冰在其他任何星球都可以吸收这种光。

  图解: 旅行者2号从13万千米高处拍摄的哈密瓜皮地形

  泰格勒在天体物理冰实验室( Astrophysical Ice Laboratory)用透射和拉曼光谱学(Raman spectroscopy)的方法研究柯伊伯带天体表面的冰。这个实验室是罗威尔天文台和北亚利桑那大学的物理和天文部门合作创建的,促进了外太阳系的低温物质研究,比如支配冥王星、海卫一、阋神星地表的甲烷和氮的混合冰,以及流淌在土卫六表面的乙烷-甲烷-氮的混合液体。

  

  图解: 旅行者2号飞越海王星后三天反眺海王星与海卫一

  这个实验室由两个实验站组成,一个用于薄冰的气沉积,另一个用于大量的低温液体样品和厚达2厘米(0.8英寸)的结冰样品。分析低温材料的仪器包括傅里叶转换红外光谱仪、质谱仪和X射线电子光谱。

  

  图解: 丽亚 - 土星的第二大卫星

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