Niespodziewane odkrycie na Trytonie

Tryton krąży wokół Neptuna, ósmej planety w Układzie Słonecznym ponad 4 miliardy kilometrów od Ziemi – na zewnętrznych granicach układu planetarnego. Temperatury na powierzchni Neptuna zbliżone są do absolutnego zera, czyli tak niskie, że związki chemiczne, które na Ziemi znamy jako gazy, zamarzają i występują w formie lodu. Atmosfera Trytona, która jest 70 000 razy rzadsza od atmosfery Ziemi, składa składa się z azotu, metanu i tlenku węgla.

Tak ekstremalne warunki doprowadziły do zaskakującego odkrycia na Trytonie. Międzynarodowy zespół naukowców wykorzystał 8-metrowy teleskop Gemini South w Chile do ustalenia bardzo konkretnego typu sygnatury promieniowania podczerwonego, którego źródłem jest łączenie i jednoczesne wibracje tlenku węgla i azotu. Osobno, lodowe wersje tlenku węglu oraz azotu pochłaniają własne charakterystyczne promieniowanie o określonej długości fali w podczerwieni, ale jednoczesne wibracje mieszaniny tych lodów pochłaniają dodatkową, charakterystyczną długość fali.

Odkrycie, które opisano niedawno w periodyku Astronomical Journal, pozwala określić jak ta mieszanina umożliwia transport materii na powierzchni księżyca poprzez gejzery oraz prowokuje zmiany atmosferyczne związane z porami roku.

“Choć odkryta sygnatura widmowa była całkowicie rozsądna, szczególnie, że taką kombinację gazów można stworzyć w laboratorium, dostrzeżenie tej konkretnej długości fali w promieniowaniu podczerwonym na innym globie jest czymś niespotykanym” mówi prof. Stephen Tegler z NAU.

W ziemskiej atmosferze, tlenek węgla oraz azot występują w formie gazowej, a nie lodowej. Cząsteczkowy azot jest dominującym składnikiem powietrza, którym oddychamy, a tlenek węgla jest rzadkim zanieczyszczeniem, które w określonych dawkach może być niebezpieczne dla życia. Na odległym Trytonie jednak, tlenek węgla i azot zamarzają i tworzą lód. Mogą one zamarzać osobno lub w formie lodowej mieszaniny odkrytej w danych z Gemini. Ta lodowa mieszanina może mieć swój udział w słynnych gejzerach Trytona po raz pierwszy dostrzeżonych na zdjęciach wykonanych przez sondę Voyager 2.

Patrząc w przyszłość, badacze mają nadzieję, że odkrycie to rzuci nowe światło na skład chemiczny lodu na odległych globach poza Neptunem. Astronomowie podejrzewają, że tego typu mieszaniny istnieją nie tylko na Trytonie, ale także na Plutonie. Wyniki obserwacji za pomocą Gemini stanowią pierwsze bezpośrednie dowody mieszania się tych lodów i pochłaniania określonej porcji promieniowania na Trytonie.

Tegler bada lody związane z powierzchniami obiektów Pasa Kuipera w Astrophysical Ice LAboratory. Laboratorium to jest efektem współpracy między Obserwatorium Lowella oraz Wydziałem Fizyki i Astronomii NAU. Umożliwia ono badanie kriogenicznej materii występującej w zewnętrznej części Układu Słonecznego, np. lodowego metanu czy azotu, które dominują na powierzchni Plutona, Trytona, Eris i Makemake, oraz ciekłych mieszanin etanu, metanu i azotu, płynących po powierzchni Tytana.

Źródło: Northern Arizona University