土卫六大气温度的空间变化：2012至2015年ALMA与卡西尼号观测对比
地球与行星天体物理
2018-10-01 v1
摘要
土卫六大气中一氧化碳（CO）的亚毫米发射线由于该分子较长的化学寿命以及稳定且约束良好的体积混合比，成为探测大气温度的优良示踪物。本文展示了利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA）在 2012 至 2015 年间获取的 4 个包含强 CO 转动跃迁的数据集的分析结果。借助 ALMA 在 2012、2014 和 2015 年观测中的高空间分辨率，我们使用波束尺寸约 0.3'' 的数据集从土卫六圆盘上的 3 个独立区域提取光谱。由 NEMESIS 辐射传输代码反演的温度廓线与来自相似纬度区域的卡西尼号复合红外光谱仪（CIRS）及无线电掩星科学结果进行了比较。在 2012 至 2015 年间，空间分辨区域的平流层与中间层（约 100-500 km）中存在微小季节性温度变化。我们测得平流层顶（320 km）在 2012-2015 年间北纬地区温度上升 5 K，而低纬度地区整个平流层温度均升高。尽管反演的温度廓线覆盖了这些观测中的一系列纬度，但与经 ALMA 波束足迹卷积的 CIRS 星下点图及无线电掩星测量相比，未发现有统计显著性的偏差，且整个大气中差异常小于 5 K。ALMA 在较低平流层（60-300 km）的优异灵敏度提供了与同期 CIRS 和无线电科学观测高度互补的数据集。所证实的亚毫米 CO 发射线作为土卫六大气温度示踪物的效用，为未来其他分子物种的研究奠定了基础，因为温度廓线在全部三年中均随纬度持续变化，最大达 15 K。
引用
@article{arxiv.1809.10891,
title = {Spatial Variations in Titan's Atmospheric Temperature: ALMA and Cassini Comparisons from 2012 to 2015},
author = {A. E. Thelen and C. A. Nixon and N. J. Chanover and E. M. Molter and M. A. Cordiner and R. K. Achterberg and J. Serigano and P. G. J. Irwin and N. A. Teanby and S. B. Charnley},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.10891},
year = {2018}
}
备注
11 pages, 9 figures, 3 tables