VLT-ESPRESSO 对 Titan 上的 C3 的探测

Titan 被视为太阳系中用于研究大气光化学和冷小型系外行星上无机有机分子生产的天然实验室。自卡斯西尼-胡因斯任务结束以来，望远镜观测已使人们能够在红外和亚毫米波段检测到越来越复杂的碳基分子，而光学波段则大体上被忽视了。紧随最近一次对 Titan 在已有光学 VLT UVES 光谱中检测到 405 nm 吸收带的 tentative 检测之后，本工作报告了使用专门的 ultra high resolution VLT ESPRESSO 观测（分辨率为 R = 190000）对 Titan 405 nm 吸收带的八倍声数检测，这是迄今为止对 Titan 最高分辨率的光学观测。将 VLT ESPRESSO 光谱与 C3 浓度各不相同的 Titan 模型光谱进行比较。采用卡方检验评估非太阳光谱特征与 C3 吸收之间的吻合程度，随着 C3 浓度变化进行贝叶斯 Markov Chain Monte Carlo 拟合。卡方检验结果显示 C3 的八倍声数检测，与约为 $1.5 \times 10^{13}$ cm$^{-2}$ 的 C3 列密度相符；MCMC 拟合在五倍声数水平下检索到 C3 列密度为 $1.47 \times 10^{13}$ cm$^{-2}$。这些数值与光化学模型在 Titan 中层达到每百万分之几水平的预测值相符。这一工作表明，最初为系外行星研究开发的仪器和技术在应用于太阳系目标时也具有重要价值。