基于 APO/TripleSpec 评估 2014–2017 年冥王星表面成分的短期时间演化

在这项工作中，我们展示了一项针对冥王星的光谱观测活动的结果，旨在搜寻其表面成分在 1 至 3 年尺度上的时间变化。2014 年 6 月至 2017 年 8 月期间，利用阿帕奇点天文台 3.5 米天体物理研究联盟（ARC）望远镜上的 TripleSpec 交叉色散光谱仪获取了冥王星的近红外光谱。观测请求旨在获取相隔约 14 个月的近似相同次观测半球的光谱，从而消除观测几何与自转相位的影响。对这些“匹配对”各组分之间的 CH$_4$（甲烷）谱带面积与谱带中心位移的比较揭示了一个处于过渡状态的表面。1.66 和 1.72 $\mu$m CH$_4$ 吸收特征的谱带面积在 2014-06-17 与 2015-08-19 之间出现了 $>$5-$\sigma$ 的增加，对应于中心位于 $\sim$280$^{\circ}$E 的次观测半球，且后一日期仅在新视野号飞掠冥王星后 1 个月。大多数匹配对获取的是反冥卫半球（即明亮、富挥发物的斯普特尼克平原所在之处）的光谱，其 CH$_4$ 谱带面积未呈现统计显著变化。提供 CH$_4$ 与 N$_2$ 固溶体混合状态信息的 CH$_4$ 谱带中心位移在各匹配对组分间进行了计算，未检测到显著谱带位移。对这些综合结果的首选解释是：在 2029 年北半球夏至来临前，冥王星北纬地区更易挥发的 N$_2$ 发生升华，导致 CH$_4$ 浓度升高。