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木星云层中广泛存在的 3-$\mu$m 吸收源:来自 2000 年卡西尼号 VIMS 观测的约束

地球与行星天体物理 2015-03-16 v1

摘要

2000 年卡西尼号飞掠木星期间,利用可见光与红外测绘光谱仪 (VIMS) 提供了木星大气的空间分辨光谱。这些光谱在约 2.9 μ\mum 至 3.1 μ\mum 波长范围内包含强烈的吸收特征,此前在 1996 年红外空间天文台 (ISO) 获得的 3-μ\mum 光谱中已被注意到。虽然 Brooke 等人 (1998, Icarus 136, 1-13) 能够仅使用氨冰作为颗粒吸收的唯一来源很好地拟合 ISO 光谱,但 Sromovsky 和 Fry (2010, Icarus 210, 211-229) 利用显著修订的 NH3_3 气体吸收模型表明,硫氢化铵 (NH4_4SH) 比 NH3_3 能更好地拟合 ISO 光谱,而当 NH3_3 和 NH4_4SH 同时存在时可获得最佳拟合。尽管 ISO 仪器的大视场 (FOV) 阻碍了这两种成分空间分布的识别,但低相位角和中等相位角下的 VIMS 光谱显示,3-μ\mum 吸收存在于所有调查区域的带区和带间区,且在所有位置,低不透明度和高不透明度样本的最佳拟合均需 NH4_4SH 和 NH3_3 颗粒的组合。最佳拟合结果对应于一层小的氨包覆颗粒 (r0.3r\sim0.3 μ\mum) 覆盖在但通常靠近一层光学厚度较大但仍适度的更大 NH4_4SH 颗粒 (r10r\sim 10 μ\mum) 之上,其下还有一层更深的、光学厚度更大的层,该层也可能由 NH4_4SH 组成。尽管这些拟合将 NH3_3 冰置于小于 500 mb 的压力下,但这与木星长波光谱中缺乏显著的 NH3_3 特征并不矛盾,因为核心颗粒的反射率强烈抑制了近红外和热波长处的 NH3_3 吸收特征。

关键词

引用

@article{arxiv.1503.04097,
  title  = {The source of widespread 3-$\mu$m absorption in Jupiter's clouds: Constraints from 2000 Cassini VIMS observations},
  author = {Lawrence Sromovsky and Patrick Fry},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1503.04097},
  year   = {2015}
}

备注

33 pages, 28 figures, 4 tables