利用 ALMA 观测的海王星纬度变化

我们展示了 $2016-2017$ 年间利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA）在 95 至 242 GHz 之间拍摄的海王星空间分辨毫米波图。毫米波权重函数在海王星 1 至 10 bar 之间达到峰值，位于可见光/红外与厘米波长探测的高度之间。因此，这些观测为海王星的大气结构与动力学提供了重要约束。我们在所有三个观测 ALMA 波段中识别出七条分辨良好的纬度带，具有离散亮温变化，量级为 $0.5-3$K。我们利用辐射传输代码 Radio-BEAR 对海王星亮温建模，并比较不同 H$_2$S、CH$_4$ 和正交/仲 H$_2$ 丰度剖面如何拟合观测到的盘上温度变化。我们发现，亮温随纬度的观测变化可由 H$_2$S 剖面的变化解释，该变化在 10 bar 气压层以上高度范围从亚饱和到超饱和，而 CH$_4$ 的变化改善了赤道附近的拟合质量。在南极冠，我们的最佳拟合模型显示深层大气 H$_2$S 丰度从原太阳值的 30 倍 depleted 至仅 1.5 倍，同时 depleted CH$_4$ 丰度。这种可凝结物质的增强与耗竭模式与全球环流结构一致：富集空气在中纬度（$32^{\circ}-12^{\circ}$S）和赤道以北（$2^{\circ}-20^{\circ}$N）上升，干燥空气在两极（$90^{\circ}-66^{\circ}$S）和赤道稍南（$12^{\circ}$S$-2^{\circ}$N）下沉。我们的分析发现了比先前环流模型所考虑的更接近赤道的复杂结构。