Pressmeddelande

Tritons sommarhimmel av metan och kolmonoxid

7 april 2010

Enligt den första analysen någonsin av infrarött ljus från Neptunus måne Triton är sommaren i full gång på dess södra halvklot. Ett europeiskt forskarlag har med ESO:s jätteteleskop VLT (Very Large Telescope) upptäckt kolmonoxid i Tritons tunna atmosfär. Dessutom har man, för första gången från jordskorpan, lyckats uppmäta metan. Observationerna visade att atmosfären ändras med årstiderna och blir tjockare när den värms upp.

Emmanuel Lellouch är huvudförfattare till en artikel som rapporterar forskningsresultaten i tidskriften Astronomy & Astrophysics.

- Vi har hittat påtagliga bevis för solens påverkan på Triton, trots att den ligger så långt bort, säger han. Denna isiga måne har faktiskt årstider precis som vi har på jorden, men de växlar mycket mer långsamt.

På Triton, där medeltemperaturen ligger runt minus 235 grader Celsius, är det för närvarande sommar på södra halvklotet och vinter på det norra. Medan Tritons södra halva värms upp avdunstar ett tunt lager av fryst kväve, metan och kolmonoxid på dess yta och omvandlas till gas. Gasen gör att den isiga atmosfären tjocknar allt medan den långa sommaren pågår - ett varv runt solen tar värdplaneten Neptunus hela 165 år. En årstid på Triton varar i drygt 40 år. Sommarsolstånd var det senast år 2000.

Utifrån mängden gas som de uppmätt uppskattar Lellouch och hans kolleger att Tritons atmosfärstryck nu kan vara fyra gånger så högt som när sonden Voyager 2 mätte upp det 1989. Då var det ännu vår på jättemånen. Atmosfärstrycket på Triton är nu mellan 0,04 och 0,065 hektopascal - 20 000 gånger mindre än på jorden.

Att is av kolmonoxid finns på ytan var redan känt, men Lellouch och hans forskarteam upptäckte att Tritons övre ytlager är berikat med 10 gånger mer kolmonoxid än de lager som ligger djupare. Det är denna övre hinna som matar atmosfären med metan. Den största delen av Tritons atmosfär består liksom jordens av kväve. Men metanet, som upptäcktes av Voyager 2 och först nu bekräftas från jorden, spelar också en viktig roll i atmosfären.

- Klimat- och atmosfärsmodeller för Triton behöver man ta en ny titt på nu när vi har upptäckt kolmonoxid och gjort en ny mätning på metanet, säger medförfattaren Catherine de Bergh.

Av Neptunus 13 månar är Triton med råge störst. Med en diameter på 2700 kilometer (tre fjärdedelar så stor som jordens måne) är den solsystemets sjunde största måne. Sedan Triton upptäcktes 1846 har dess geologiska aktivitet, de många typer av is på ytan (som till exempel både fryst kväve och fryst koldioxid), och dess unika retrogradbana [1] fascinerat astronomer.

Tritons atmosfär ligger ungefär 30 gånger längre ut från solen än jorden gör, och är således inte alls lätt att observera. På 1980-talet tänkte astronomer att atmosfären på neptunusmånen skulle kunna vara lika tjock som Mars atmosfär (vilken har ett tryck på 7 hektopascal). Det var först när Voyager 2 passerade planeten 1989 som den kväve- och metanrika atmosfären kunde mätas. Dess tryck visade sig vara bara 0,014 hektopascal, 70 000 gånger glesare än atmosfären på jorden. Sedan dess har observationer från jorden varit svåra. Observationer av stjärnockultationer (när en solsystemskropp passerar framför en stjärna och blockerar dess ljus) tydde på att trycket vid Tritons yta höll på att öka under 1990-talet. Men det var inte förrän instrumentet CRIRES vid VLT (Very Large Telescope) kunde användas som teamet fick chansen att göra en ordentlig studie av Tritons atmosfär. 

- Vi behövde CRIRES känslighet och förmåga att fånga mycket detaljerade spektra för att kunna studera den mycket tunna atmosfären, säger Ulli Käufl, medförfattare till artikeln.

Observationerna ingår i en kampanj som även har Pluto som studieobjekt [eso0908].

Pluto, som ofta betraktas som en kusin till Triton och som har liknande förhållanden, är åter högintressant för forskare efter upptäckten av kolmonoxid hos Triton. Astronomer tävlar nu med varandra om att upptäcka detta ämne hos den ännu mer avlägsna dvärgplaneten.

Det här är bara ett första steg för astronomer som använder CRIRES för att förstå fysiken hos solsystemets avlägsna himlakroppar, menar Lellouch.

- Nu kan vi börja bevaka atmosfären och lära oss mycket om hur Tritons årstidsvariationer utvecklas med årtiondena, säger han.

Noter

[1] Triton är den enda störa månen i solsystemet som rör sig i en retrograd bana, det vill säga åt motsatt håll till värdplanetens rotation. Det är en av anledningarna till varför forskare tror att Triton har fångats av Neptunus från Kuiperbältet och därför delar många egenskaper med dvärgplaneter som Pluto.

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i en artikel i tidskriften Astronomy & Astrophysics (“Detection of CO in Triton’s atmosphere and the nature of surface-atmosphere interactions”, av E. Lellouch m. fl.), referens DOI : 10.1051/0004-6361/201014339.

Teamet består av E. Lellouch, C. de Bergh, B. Sicardy (LESIA, Observatoire de Paris, Frankrike), S. Ferron (ACRI-ST, Sophia-Antipolis, Frankrike) och H.-U. Käufl (ESO).

ESO, Europeiska sydobservatoriet, är Europas främsta mellanstatliga organisation för astronomisk forskning och världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det stöds av 14 länder: Belgien, Danmark, Finland, Frankrike, Italien, Nederländerna, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. ESO:s ambitiösa verksamhet rör design, konstruktion och drift av kraftfulla markbaserade forskningsanläggningar som gör det möjligt för astronomer att göra viktiga vetenskapliga upptäckter. ESO spelar dessutom en ledande roll i att främja och organisera samarbeten inom astronomisk forskning. ESO driver tre unika observationsplatser i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal driver ESO Very Large Telescope, världens mest avancerade observatorium för synligt ljus, och VISTA, det största kartläggningsteleskopet. ESO är den europeiska partnern i ALMA, ett revolutionerande astronomiskt teleskop och det största astronomiska projekt som finns. ESO planerar för närvarande för ett 42-meters europeiskt extremt stort teleskop för synligt och infrarött ljus, E-ELT, som kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

• Forskningsartikeln

Kontakter

Emmanuel Lellouch
LESIA, Observatoire de Paris
France
Tel: +33 1 450 77 672
E-post: emmanuel.lellouch@obspm.fr

Hans-Ulrich Käufl
ESO
Garching, Germany
Tel: +49 89 3200 6414
Mobil: +49 160 636 5135
E-post: hukaufl@eso.org

Henri Boffin
ESO - VLT Press Officer
Garching, Germany
Tel: +49 89 3200 6222
Mobil: +49 174 515 43 24
E-post: hboffin@eso.org

Johan Warell (Presskontakt för Sverige)
ESO:s nätverk för vetenskaplig kommunikation
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
E-post: eson-sweden@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso1015 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.