Атмосфера Тритона - Atmosphere of Triton

В атмосфера Тритона слой газы окружающий Тритон. В поверхностное давление всего 14 микробары (1,4 Па или 0,0105мм рт. ст. ), ​1⁄70000 поверхностного давления на земной шар,[1] и он состоит из азот, аналогичные тем из Титан и земной шар.[2] Он простирается на 800 километров над его поверхностью.[1] Последние наблюдения показали повышение температуры.[3]

Состав атмосферы Тритона
ГазЧастичное давление
в 1989 г., мкбар		Частичное давление
в 2010 г., мкбар
N2[4]14±119+1.8
−1.5 или же 39±4[5]
CH4[6](1.6–2.4) × 10−3(0.98±0.37)×10−2
CO[6]?2.4 × 10−2

Сочинение

Азот является основным газом в атмосфере Тритона.[7] Два других известных компонента: метан и монооксид углерода, содержание которого составляет несколько сотых процента от содержания азота. Окиси углерода, обнаруженной только в 2010 году наземными наблюдениями, немного больше, чем метана. Содержание метана по отношению к азоту увеличилось в четыре-пять раз с 1986 года из-за сезонного потепления, наблюдаемого на Тритоне, который прошел через его южное полушарие. солнцестояние в 2001.[6]

Другие возможные компоненты атмосферы Тритона включают: аргон и неон. Потому что они не были обнаружены в ультрафиолетовый часть спектра тритона, полученного космическим аппаратом "Вояджер-2" в 1989 г., их содержания вряд ли превысят несколько процентов.[8] Помимо газов, упомянутых выше, верхние слои атмосферы содержат значительные количества как молекулярных, так и атомарных водород, который производится фотолиз метана. Этот водород быстро улетучивается в космос, служа источником плазмы в магнитосфере Нептуна.[8]

Другие планеты Солнечной системы, карликовые планеты и луны с атмосферой аналогичного состава включают: земной шар, Титан, Плутон и, возможно, Эрис.[2]

Структура

Атмосфера Тритона хорошо структурирована и глобальна.[9] Атмосфера простирается до 800 километров над поверхностью, где экзобаза расположена, и по состоянию на 1989 г. имело поверхностное давление около 14 микробар. Это всего лишь 1/70 000-я от поверхностного давления на земной шар.[1] Температура поверхности была не менее 35,6 ° С.K (-237,6 ° C), потому что Тритон азотный лед находится в более теплом гексагональном кристаллическом состоянии, и при этой температуре происходит фазовый переход между гексагональным и кубическим азотным льдом.[10] Верхний предел в 40 с (K) может быть установлен из равновесия давления пара с газообразным азотом в атмосфере Тритона.[11] Наиболее вероятная температура была 38±1 тыс. по состоянию на 1989 год. В 1990-х годах оно, вероятно, увеличилось примерно на 1 К из-за общего глобального потепления, поскольку Тритон приближается к лету в южном полушарии (см. ниже).[6]

Конвекция вблизи поверхности Тритона, нагретой Солнцем, создает тропосфера («погодный регион») поднимается на высоту около 8 км. В нем температура понижается с высотой, достигая минимум около 36 К на тропопауза.[12] Здесь нет стратосфера, определяемый как слой, в котором нагрев от более теплой тропосферы и термосферы уравновешивается радиационным охлаждением.[13] Более высокие регионы включают термосфера (8–850 км) и экзосфера (выше 850 км).[14] В термосфере температура повышается, достигая постоянного значения около 95 К выше 300 км.[8] Верхние слои атмосферы постоянно просачиваются в космическое пространство из-за слабой гравитации Тритона. Коэффициент потерь составляет около 1×1025 молекул азота в секунду, что составляет около 0,3 кг / с.

Погода

Облако над конечностью Тритон, сделанный Вояджер 2

Азот образуются частицы льда облака в тропосфере в нескольких километрах над поверхностью Тритона.[1] Над ними присутствует дымка, простирающаяся до 30 км от поверхности.[15] Считается, что он в основном состоит из углеводороды и нитрилы создается действием солнечного и звездного ультрафиолетового света на метан.[13]

В 1989 г. "Вояджер-2" обнаружил, что у поверхности дуют восточные или северо-восточные ветры со скоростью около 5–15 м / с.[9] Их направление было определено наблюдениями за темными полосами, расположенными над южной полярной шапкой, которые обычно проходят с юго-запада на северо-восток. Считается, что эти ветры связаны с сублимацией азотного льда из южной шапки, поскольку в 1989 году в южном полушарии было лето.[9] Газообразный азот движется на север и отклоняется Сила Кориолиса на восток, образуя антициклон у поверхности. Тропосферные ветры способны перемещать материал размером более микрометра, образуя полосы.[9]

На высоте восьми километров в атмосфере возле тропопаузы ветры меняют направление.[7] Теперь они текут на запад и движимы разницей температур между полюсами и экватором.[9][12] Эти сильные ветры могут искажать атмосферу Тритона, делая ее асимметричной. Асимметрия действительно наблюдалась во время звездных покрытий Тритоном в 1990-х годах.[16]

Атмосфера достаточно плотная, чтобы позволить образование дюны.[17]

Наблюдения и исследования

До "Вояджера 2"

Перед прибытием "Вояджера-2" предполагалась азотно-метановая атмосфера с плотностью до 30% от плотности Земли. Это оказалось сильно завышенным, как и предсказания плотности атмосферы Марс, но, как и на Марсе, постулируется более плотная ранняя атмосфера.[18]

Вояджер 2

"Вояджер-2" пролетел мимо Тритон через пять часов после самого близкого подхода к Нептун в середине-конце августа 1989 г.[19] Во время пролета "Вояджер-2" провел измерения атмосферы,[20] обнаружение метана и азота в атмосфере.[7]

Более поздние наблюдения

В 1990-х годах наблюдения земной шар были сделаны из затмение звезд Тритона конечность. Эти наблюдения указали на наличие более плотной атмосферы, чем предполагалось по данным "Вояджера-2".[21] Предполагается, что в конце 1990-х поверхностное давление увеличилось как минимум до 19 мкбар.[4] или, возможно, даже до 40 мкбар.[5]Другие наблюдения показали повышение температуры на 5% с 1989 по 1998 год.[3] Один из ученых, участвовавших в исследовании Тритона, Джеймс Л. Эллиот, сказал:[3]

«По крайней мере, с 1989 года, Triton переживает период глобального потепления. В процентном отношении это очень большой рост».

Эти наблюдения указывают на то, что у Тритона теплый летний сезон в южном полушарии, который случается только раз в несколько сотен лет, около солнцестояния.[6] Теории этого потепления включают сублимацию инея на поверхности Тритона и уменьшение альбедо льда, что позволило бы поглощать больше тепла.[6][22] Другая теория утверждает, что изменения температуры являются результатом отложения темно-красного материала в результате геологических процессов на Луне. Потому что Тритон Связанное альбедо является одним из самых высоких в Солнечная система, он чувствителен к небольшим изменениям спектральной альбедо.[23]

Часы Тритон

В Часы Тритон Программа использует астрономов для отслеживания изменений в атмосфере. Создан на средства от НАСА.[24]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d «Тритон». Вояджер. В архиве из оригинала от 20 декабря 2007 г.. Получено 2007-12-31.
  2. ^ а б «Нептун: Луны: Тритон». Исследование Солнечной системы. Архивировано из оригинал 10 января 2008 г.. Получено 2007-12-31.
  3. ^ а б c «Исследователь из Массачусетского технологического института находит доказательства глобального потепления на самой большой луне Нептуна». Массачусетский Институт Технологий. 1998-06-24. В архиве из оригинала 17 декабря 2007 г.. Получено 2007-12-31.
  4. ^ а б Elliot, J.L .; Strobel, D.F .; Чжу, X .; и другие. (2000). «Термическая структура средней атмосферы Тритона» (PDF). Икар. 143 (2): 425–428. Bibcode:2000Icar..143..425E. Дои:10.1006 / icar.1999.6312.
  5. ^ а б Elliot, J.L .; Hammel, H.B .; Вассерман, L.H .; и другие. (1998). «Глобальное потепление на Тритоне» (PDF). Природа. 393 (6687): 765–767. Bibcode:1998Натура.393..765E. Дои:10.1038/31651.
  6. ^ а б c d е ж Lellouch, E .; de Bergh, C .; Sicardy, B .; и другие. (2010). «Обнаружение CO в атмосфере Тритона и характер взаимодействия поверхности и атмосферы». Астрономия и астрофизика. 512: L8. arXiv:1003.2866. Bibcode:2010 А и А ... 512 л ... 8 л. Дои:10.1051/0004-6361/201014339.
  7. ^ а б c Миллер, Рон; Уильям К. Хартманн (май 2005 г.). Большой тур: Путеводитель по Солнечной системе (3-е изд.). Таиланд: Издательство Workman Publishing. С. 172–173. ISBN  0-7611-3547-2.
  8. ^ а б c Broadfoot, A.L .; Атрея, С.К .; Bertaux, J.L .; и другие. (1999). "Наблюдения Нептуна и Тритона на ультрафиолетовом спектрометре" (PDF). Наука. 246 (4936): 1459–1466. Bibcode:1989Sci ... 246.1459B. Дои:10.1126 / science.246.4936.1459. PMID  17756000.
  9. ^ а б c d е Ингерсолл, Эндрю П. (1990). «Динамика атмосферы Тритона». Природа. 344 (6264): 315–317. Bibcode:1990Натура.344..315I. Дои:10.1038 / 344315a0.
  10. ^ Н. С. Даксбери; Р. Х. Браун (август 1993 г.). «Фазовый состав полярных шапок Тритона». Наука. 261 (5122): 748–751. Bibcode:1993Научный ... 261..748D. Дои:10.1126 / science.261.5122.748. ISSN  0036-8075. PMID  17757213.
  11. ^ Кимберли Трика; Роберт Браун; В. Аничич; и другие. (Август 1993 г.). «Спектроскопическое определение фазового состава и температуры азотного льда на тритоне». Наука. 261 (5122): 751–754. Bibcode:1993Наука ... 261..751Т. Дои:10.1126 / science.261.5122.751. ISSN  0036-8075. PMID  17757214.
  12. ^ а б Smith, B.A .; Soderblom, L.A .; Banfield, D .; и другие. (1989). «Вояджер-2 на Нептуне: результаты визуализации». Наука. 246 (4936): 1422–1449. Bibcode:1989Sci ... 246.1422S. Дои:10.1126 / science.246.4936.1422. PMID  17755997.
  13. ^ а б Маккиннон, Уильям Б .; Рэндольф Л. Кирк (2007) [2007]. «Тритон». Энциклопедия Солнечной системы (2-е изд.). Академическая пресса. стр.483–502. ISBN  978-0-12-088589-3.
  14. ^ Lellouch, E .; Blanc, M .; Oukbir J. & Longaretti, P.-Y. (1992). «Модель атмосферы и ионосферы Тритона». Достижения в космических исследованиях. 12 (11): 113–121. Bibcode:1992AdSpR..12..113L. Дои:10.1016 / 0273-1177 (92) 90427-У.
  15. ^ «Тритон». nineplanets.org. В архиве из оригинала 17 декабря 2007 г.. Получено 2007-12-31.
  16. ^ Elliot, J.L .; Stansberry, J.A .; Olkin, C.B .; и другие. (1997). "Искаженная атмосфера Тритона". Наука. 278 (5337): 436–439. Bibcode:1997Sci ... 278..436E. Дои:10.1126 / science.278.5337.436. PMID  9334297.
  17. ^ Дивные дюны на Плутоне сделаны из крупинок замороженного метана
  18. ^ Лунин, Дж. И. и Нолан, Майкл К. (1992). «Массивная ранняя атмосфера на Тритоне». Икар. 100 (1): 221–234. Bibcode:1992Icar..100..221L. Дои:10.1016/0019-1035(92)90031-2.
  19. ^ Уилфорд, Джон (1989-08-22). "Профиль главной луны Нептуна: маленькая, яркая, холодная и розовая". Нью-Йорк Таймс. В архиве из оригинала 10 января 2008 г.. Получено 2007-12-31.
  20. ^ «Тритон: предыстория и наука». Управление планетологии, Боулдер-офис. В архиве из оригинала 19 января 2008 г.. Получено 2007-12-31.
  21. ^ Savage, D .; Уивер Д. и Халбер Д. «Космический телескоп Хаббл помогает найти доказательства того, что самая большая луна Нептуна нагревается». Хабблесайт. В архиве из оригинала 16 мая 2008 г.. Получено 2007-12-31.
  22. ^ «Глобальное потепление обнаружено на Тритоне». Scienceagogo.com. 1998-05-28. В архиве из оригинала 14 декабря 2007 г.. Получено 2007-12-31.
  23. ^ Буратти, Бонни Дж .; Хикс, Майкл Д .; Ньюберн-младший, Рэй Л. (1999). «Заставляет ли Тритон краснеть от глобального потепления?» (PDF). Природа. 397 (6716): 219–20. Bibcode:1999Натура.397..219Б. Дои:10.1038/16615. PMID  9930696. Архивировано из оригинал (PDF) на 2007-06-11.
  24. ^ «О проекте Triton Watch». Управление планетологии, Боулдер-офис. В архиве из оригинала 19 января 2008 г.. Получено 2007-12-31.

внешняя ссылка