基于 SOFIA/FORCAST 和 Voyager/IRIS 17-37 μm 光谱的木星仲氢分布
地球与行星天体物理
2016-10-06 v1
摘要
2014 年 5 月，平流层红外天文台（Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy, SOFIA）上的 FORCAST 仪器获取了木星远红外 17-37 μm 氢-氦碰撞诱导光谱的空间分辨图。在两个光栅中的光谱扫描覆盖了宽的 S(0) 和 S(1) 吸收线，此外还有八个宽带滤光片（5-37 μm）的 contextual 成像，空间分辨率为 2-4 角秒。对光谱进行反演，绘制了木星上对流层（100-700 mbar 范围）的纬向平均温度和仲氢分布（，仲自旋异构体相对于正自旋异构体的比例）。我们将这些结果与覆盖相同光谱范围的 Voyager-1 和 -2 IRIS 光谱的再分析进行了比较。仲氢从赤道到两极增加，赤道的低 空气代表亚平衡条件（即仲氢少于热平衡预期），而高纬度地区的高 空气可能存在超平衡。特别是，我们确认了 Voyager/IRIS 发现的北半球高纬度地区高 空气区域的持续存在，以及北半球 普遍高于南半球的不对称性。我们注意到，现有的碰撞诱导吸收数据库缺乏 (H) 二聚体的不透明度，导致对 S(0) 和 S(1) 峰附近吸收的预测不足。仲氢与源自 Voyager/IRIS 中红外波长（7-15 μm）的对流层氨、磷化氢和云不透明度之间似乎没有空间相关性。然而，我们注意到，仲氢追踪了在反射太阳光中观测到的木星上对流层和平流层霾内气溶胶的类似纬度分布，这表明霾内（而非主云层内）的氢平衡催化可能主导了赤道到两极的梯度。[节略]
引用
@article{arxiv.1610.01304,
title = {Jupiter's Para-H$_2$ Distribution from SOFIA/FORCAST and Voyager/IRIS 17-37 $\mu$m Spectroscopy},
author = {Leigh N. Fletcher and I. de Pater and W. T. Reach and M. Wong and G. S. Orton and P. G. J. Irwin and R. D. Gehrz},
journal= {arXiv preprint arXiv:1610.01304},
year = {2016}
}
备注
23 pages, 14 figures, accepted for publication in Icarus