Den første jordbaserede infrarøde analyse af atmosfæren på Neptuns måne Triton viser, at sommeren er i fuld gang på månens sydlige halvkugle. Et forskerhold har påvist CO og Metan i Tritons tynde atmosfære og vist, at den tynde atmosfære forandrer sig med årstiden, idet den bliver tykkere, når den bliver varmere.
”Vi har fundet klare tegn på, at Solen stadig gør sin indflydelse gældende på Triton, selv i så stor afstand. Denne iskolde måne har faktisk årstider, ligesom vi har på Jorden, men de skifter meget langsommere,” siger Emmanuel Lellouch, hovedforfatter af artiklen, der beskriver disse resultater i tidsskriftet Astronomy & Astrophysics.
På Triton, hvor den gennemsnitlige overfladetemperatur er omkring minus 235 grader Celsius, er det netop nu sommer på den sydlige halvkugle og vinter på den nordlige. Når Tritons sydlige halvkugle opvarmes, sublimerer et tyndt lag af frossent kvælstof, metan og kulilte på Tritons overflade til gas, og gør den iskolde atmosfære tykkere som årstiden skrider frem under Neptuns 165-årige bane om Solen. En årstid på Triton varer lidt over 40 år og Triton passerede sommersolhverv på den sydlige halvkugle i år 2000.
Baseret på mængden af gas, der er målt, vurderer Lellouch og hans kolleger, at Tritons atmosfæriske tryk er steget med en faktor fire i forhold til målinger foretaget af Voyager 2 i 1989, da det stadig var forår på kæmpemånen. Det atmosfæriske tryk på Triton er nu mellem 40 og 65 mikrobar – 20.000 gange mindre end på Jorden.
Det var kendt, at kulilte var til stede som is på overfladen, men Lellouch og hans hold har opdaget, at Tritons øverste overfladelag er beriget med kulilte-is med en faktor ti i forhold til de dybere lag, og at det er denne øvre ”hinde”, der fodrer atmosfæren. Mens det meste af Tritons atmosfære består af kvælstof (ligesom på Jorden), spiller metan i atmosfæren en vigtig rolle.
Metanet blev opdaget af Voyager 2 (Bill th.), men er først nu blevet bekræftet i dette studie fra Jorden. ”Klima og atmosfæriske modeller af Triton skal tages op til revision, da vi har fundet kulilte og målt metan igen,” siger medforfatter Catherine de Bergh.
Af Neptuns 13 måner er Triton langt den største og med en diameter på 2700km (3/4 af Månens diameter), er det den syvendestørste måne i Solsystemet. Siden opdagelsen i 1846 har Triton fascineret astronomerne på grund af dens geologiske aktivitet, de mange forskellige typer af is på overfladen såsom frossent kvælstof samt vand- og tøris (frossen kuldioxid) og den unikke retrograde bevægelse.
Det er ikke let, at observere atmosfæren på Triton, da månen er omtrent 30 gange længere væk fra Solen end Jorden. I 1980’erne havde astronomer en idé om, at atmosfæren på Neptuns måne kunne være lige så tyk som Mars’ (7 millibar). Det var først da Voyager 2 passerede Neptun i 1989, at Tritons atmosfære af kvælstof og metan med et tryk på 14 mikrobar blev målt (14 mikrobar er 70.000 gange lavere end trykket i Jordens atmosfære ved havniveau). Efterfølgende blev jordbaserede observationer kun gennemført i begrænset omfang. Observationer af stjerne-okkultationer (et fænomen, der opstår, når et legeme i Solsystemet passerer foran en stjerne og blokerer dens lys) pegede dog på, at Tritons atmosfæretryk ved overfladen var stigende i 1990’erne.
Det krævede dog udviklingen af Cryogenic High-Resolution Infrared Echelle Spectrograph (CRIRES) til Very Large Telescope (VLT), for at give forskerholdet en chance for at udføre en langt mere detaljeret undersøgelse af Tritons atmosfære. ”Vi havde brug for følsomheden og CRIRES’s evne til at lave meget detaljerede spektre til at se på den meget tynde atmosfære,” siger medforfatter Ulli Käufl. Observationerne er en del af en kampagne, der også omfatter undersøgelser af Pluto (Se eso0908).
Pluto, der ofte betragtes som en fætter til Triton med lignende forhold, får nu fornyet interesse i lyset af opdagelsen af kulilte og astronomer presser nu på for at finde dette kemiske stof på dværgplaneten, der ligger endnu længere væk.
Dette er blot det første skridt for astronomer, der bruger CRIRES, til at forstå fysikken af fjerne legemer i Solsystemet. ”Vi kan nu begynde at overvåge atmosfæren og lære en masse om den årstidsmæssige udvikling på Triton over tid,” siger Lellouch.
Kilde: ESO