利用 ALMA 观测到的海王星温度廓线的纬度变化

尽管接收到的太阳辐照较低，海王星却展现出非常活跃的大气层，具有太阳系大气中观测到的一些最强烈的动力学现象。表征该行星的大气温度廓线是理解这些观测过程的关键。在这项工作中，我们利用 2016 年 ALMA 对 345.796 GHz 的 CO(3-2) 谱线的测量数据，推导了海王星的压力-纬度热场，其空间分辨率在海王星 2.24 角秒的圆面上约为 0.37 角秒。为了分析数据，我们开发了 MCMC 反演方法来同时推导温度廓线和 CO 丰度廓线。我们发现，我们的数据探测了该行星的上对流层和下平流层，介于 2 bar 和 0.1 mbar 之间。尽管温度和 CO 廓线强相关，但对盘面积分观测的同时反演显示，平流层中的 CO 丰度比对流层高 2-3 倍，这加强了近期彗星撞击带来 CO 的假说。使用固定温度廓线的 CO 反演无法拟合空间分辨的观测结果，这意味着存在潜在的温度变化。通过使用空间上恒定的 CO 进行温度反演，我们发现了南极区域、中纬度和赤道之间热廓线的明显趋势。在 10--100 mbar 处，这种结构与旅行者 2 号于 1989 年观测到的结果一致，即中纬度较冷，赤道和南极区域较暖。然而，在 300-600 mbar 处，我们在南极区域（-80{\deg}）发现了一个约 45 K 的冷层，该冷层向中纬度和赤道方向消失。通过探测其他观测方法（如红外探测）不易获取的压力层，亚毫米波观测为冰巨星上流层和下平流层的复杂热结构提供了新的视角。