基于JWST/NIRSpec与MIRI观测的木卫三表面成分与热性质
地球与行星天体物理
2024-01-03 v1
摘要
利用JWST NIRSpec IFU(2.9-5.3 μm)和MIRI MRS(4.9-28.5 μm)对木卫三的前导半球与尾随半球进行了观测，光谱分辨率约2700。反射光谱显示出水冰、CO2和H2O2的特征。揭示了5.9 μm处的吸收特征，并初步归属于硫酸水合物。CO2的4.26 μm带在两个半球上的深度、形状和位置呈现纬向与经向变化，揭示了不同的CO2物理状态。在受木星等离子体辐照最强的富冰极区，CO2带相对于其他地形发生红移。在前导北半球极冠，CO2带由约4.27 μm的高波长分量主导，与无定形水冰中捕获的CO2一致。在赤道纬度(尤其是暗地形上)观测到的谱带更宽且向蓝移，表明CO2吸附于非冰物质上。在富冰极区检测到无定形冰，且在前导北半球极冠尤为丰富。在两个半球中，北极冠冰似乎比南极冠冰经历了更多改造。在两个半球均观测到H2O冰分子结构和/或纳米/微米尺度纹理的经向改变，其源于昼夜或地理因素。在尾随半球的晨侧边缘观测到冰霜，可能由夜间来自较温暖次表层升华水的再冷凝形成。暗地形的反射光谱与Na-/Mg-硫酸盐、硫酸水合物以及可能混有细粒不透明矿物的层状硅酸盐相符，具有高度多孔的纹理。中红外亮度温度表明表面粗糙且热惯量极低，为20-40 J m-2 s-0.5 K-1，与多孔表面一致。
引用
@article{arxiv.2310.13982,
title = {Composition and thermal properties of Ganymede's surface from JWST/NIRSpec and MIRI observations},
author = {D. Bockelee-Morvan and E. Lellouch and O. Poch and E. Quirico and S. Cazaux and I. de Pater and T. Fouchet and P. M. Fry and P. Rodriguez-Ovalle and F. Tosi and M. H. Wong and I. Boshuizen and K. de Kleer and L. N. Fletcher and L. Meunier and A. Mura and L. Roth and J. Saur and B. Schmitt and S. K. Trumbo and M. E. Brown and J. O'Donoghue and G. S. Orton and M. R. Showalter},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.13982},
year = {2024}
}
备注
35 pages, 34 figures