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欧罗巴 H$_2$O$_2$:温度无关性与与 CO$_2$ 的相关性

地球与行星天体物理 2024-10-10 v1

摘要

H2_2O2_2 是欧罗巴水冰红线循环的一部分,是欧罗巴 subsurface 海洋潜在氧化剂的来源。然而,控制该关键表面物种浓度的因素仍不明确。虽然实验室实验表明,欧罗巴的 H2_2O2_2 应集中在最冷、最富冰的极地区域,但 Keck 自适应光学观测显示,H2_2O2_2 信号最强的区域是较温暖、含盐地形的低纬度地区。因此,有人建议,这些地形的非冰组成——特别是假设的 CO2_2 富集——可能是对 H2_2O2_2 更主要的控制因素,而非温度或水冰含量。本文我们利用 NASA Infrared Telescope Facility、Keck 观测站以及 JWST 的观测数据来消除温度和组成对欧罗巴 H2_2O2_2 的潜在影响。为了隔离温度对欧罗巴 H2_2O2_2 的影响,我们利用地面观测数据评估其对与欧罗巴每日日食和昼夜周期相关的温度变化的响应。我们使用 JWST Cycle 1 数据寻找欧罗巴 H2_2O2_2 与 CO2_2 的地理相关性。从前后日食以及在局部日内对 3.5 微米 H2_2O2_2 吸收带的变化来看,局部温度对这些时间尺度上的 H2_2O2_2 影响最小。相比之下,JWST 观测显示,欧罗巴 H2_2O2_2 与 CO2_2 吸收带之间存在强正相关,支持了 CO2_2 存在于冰中可能通过电子浸费作用增强 H2_2O2_2 浓度的假设。

关键词

引用

@article{arxiv.2408.14639,
  title  = {Europa's H$_2$O$_2$: Temperature Insensitivity and a Correlation with CO$_2$},
  author = {Peiyu Wu and Samantha K. Trumbo and Michael E. Brown and Katherine de Kleer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2408.14639},
  year   = {2024}
}

备注

17 pages, 4 figures, Accepted to the Planetary Science Journal