2017年10月5日恒星の掩蔽と以前の観測からのトリトン大気の構造と季節変動に関する制約

地球の大気圧は１barくらいだからトリトンの大気圧はほぼ百万分の１気圧。から百万分の２３気圧まで変化している。以下、機械翻訳。
2017年10月5日恒星の掩蔽と以前の観測からのトリトン大気の構造と季節変動に関する制約
2022年1月25日に提出
2017年10月5日、ヨーロッパ、北アフリカ、米国から、海王星の主要衛星トリトンによる恒星の掩蔽が観測された。このイベントから90個の光度曲線を導き出し、そのうち42本が中央のフラッシュ検出を生み出した。
1989年のボイジャー2時代以降のトリトンの大気構造と大気圧の季節変動を制約することを目指しました。また、中心フラッシュ解析から低気体の形状を導き出した。Abel 反転と直接レイトレースコードを使用して、高度範囲 ～8 km から～190 km の密度、圧力、および温度プロファイルを提供しました。
業績。(i) 圧力 1.18±0.03 μbar は、基準半径 1400 km (高度 47 km) にあります。(ii) ボイジャー2無線科学掩蔽の新しい分析は、これが1989年に得られた表面圧力までの圧力の外挿と一致していることを示している。(iii) 1989年から2017年の間に得られた掩蔽の調査は、1990年代に報告された表面圧力の改善は現実的かもしれないが、再分析のためにアクセス可能な非常に少数の高いS/N光曲線とデータのために議論の余地があることを示唆している。解析された揮発性輸送モデルは、表面圧力の緩やかな上昇をサポートしており、最大値は2005-2015の前後で23 μbar以下です。1995-1997年と2017年に観測された圧力は、ここで示された揮発性輸送モデルと相互に矛盾しているように見えます。(iv) 中央フラッシュ構造は大気歪みの証拠を示さない。標高8km付近の大気の明らかな明瞭性については、上限は0.0011です。


図1.時間の経過に伴うトリトンの太陽直下緯度。 上のパネル：トリトンの太陽直下緯度と過去1千年の時間の概要。
青い部分は、V2の遭遇（1989年8月）から2017年10月5日の恒星食までの期間に対応しています。 この間にそれを示しています
間隔を置いて、トリトンは南半球で極端な夏至を経験し、2000年の太陽直下緯度の最小値は南緯50度でした。
パネル：2000年頃の上部パネルの拡大図。黒い点は、黒い点と区別して、観察された掩蔽に対応しています。
三角形（V2 RSS実験）。 大きな記号は、このホワイトペーパーで使用しているデータからのものです。


図2.位置天文用の予備的なガイアDR2カタログを使用したOPD観測の8夜の（α、δ）質量の平均オフセット
割引。 悪天候に関連する品質の低下により、平均オフセットを計算するために明るい色の位置は考慮されませんでした
条件。 下のパネルは、毎晩撮影された画像の数を示しています。


図3. 2017年10月5日のトリトンの影の経路。黒い点は1分間隔で配置され、矢印は
風邪。半径1353kmを想定した固体の北限と南限も表され、予測される経路は次のようになります。
白い線と青い線としての有効なパス。灰色の領域は地球上の夜を表しています（完全な天文学的夜の場合は濃い灰色、薄い灰色の場合）
トワイライト用）。観測に成功し、フィットに使用されたステーションは青い点で表され、観測に成功しなかったステーションは青い点で表されます。
使用されるものは赤い点で示されます。白い点は、観測を試みたが、曇っていたり、技術的な問題があったステーションです。アッパー
パネル：すべての観測所の概要。黒い線に沿った大きな黒い点は、シャドウセンターの最も近いアプローチに対応します。
ジオセンター、協定世界時23時52分頃（表1を参照）。下のパネル：ヨーロッパ全体の中央のフラッシュパスを詳しく見てください。周りの灰色の線
真ん中の線は、空の平面に投影された後の50 km（約2.5 masに相当）の間隔に対応します。


図4.空の平面で見た2017年10月5日のトリトンによる恒星食の幾何学。 J2000天体の北（N）および東（E）方向
スケールは右上隅に表示されます。 トリトンの半径はRT = 1353 kmに固定されており、赤道近くの灰色の矢印は
衛星の回転方向。 （海王星に面した）本初子午線は、他の子午線と比較して太い線として描かれ、南
極はラベルSでマークされています。傾斜線は、さまざまなものから観察された、トリトン（または「掩蔽コード」）に対する星の軌道です。
ステーション。黒い矢印は動きの方向を示します。 合計90の掩蔽光度曲線を収集し、そのうち52は（に対応する
図3）のように、青色は全球大気適合に含まれるのに十分なS / Nを持っていました。 S / Nが低い残りの38（赤色）はそうではありませんでした
フィットに含まれています。


図5. 2017年10月5日のトリトン掩蔽中にラパルマステーションとヘルモスステーションで得られた最良の2つの光度曲線（表1の詳細を参照）。
両方の望遠鏡には同じE2VCCD 47-20検出器が装備されており、量子効率は600 nmでピークに達し、300付近でゼロに達します。
それぞれ1000nm。 左のパネル：ラパルマステーションのフル解像度の光度曲線（サイクルタイム0.635秒）。 右パネル：ヘルモスも同じ
ステーション（サイクルタイム0.674秒）。 各機器に使用されるスペクトル範囲は、図に示されています（LaPalmaではI + z、HelmosではV + R）。 The
青い線は、レイトレーシングアプローチで得られた最良の同時フィットです（セクション4を参照）。


図6.コンスタンシアから見た、トリトンの表面上の一次（赤い点）と二次（青い点）の恒星画像のトラック。
0.1秒赤と青のパス間のジャンクションは、コンスタンシア駅の入口（左）と出口（右）のポイントに対応しています。矢印
恒星画像の経路の方向を示します。中央のフラッシュによってプローブされる領域は、ドットの間隔が広い領域です。他のすべて
ステーションは、基本的に同じパス（またはその一部）をプローブし、プライマリイメージとセカンダリイメージが交換されました（およびそれらの方向
モーション）、ステーションがシャドウセンターの北または南をプローブしたかどうかによって異なります。地球と太陽は角度的に近いので（〜1◦） に
トリトンから見たお互いに、恒星の小道は本質的にトリトンのターミネーターを示しており、この図では夜側がターミネーターの上に伸びています。
2つの黄色の記号は、ラパルマ駅を表しており、入口は星としてプロットされ、出口はひし形としてプロットされています。 2つの緑色の記号は
HelmosステーションとCalernステーションの2つの白い記号についても同じです（緯度と経度の対応する値については、表3を参照してください）。
背景画像は、V2データとオレンジ、緑、青のフィルター画像を使用して作成されたTritonのグローバルカラーマップです。
トリトンの自然な色の近似。背景画像クレジット：画像選択、放射性キャリブレーション、地理的登録、
測光補正と最終的なモザイクアセンブリは、テキサス州ヒューストンの月惑星研究所のポールシェンク博士によって行われました。画像データはV2（NASA、JPL）からのものです。


図7.半径r（トリトンの中心までの距離）の関数としてのトリトンの大気の密度と圧力のプロファイル。 上部パネル：密度
2017年10月5日の掩蔽中に得られた3つの光度曲線を反転することによって取得された、半径の関数としてのトリトンの大気のプロファイル
3.6cmでのV2無線位相遅延から。 カラーコードは、プロットの右上部分に示されています。 同じコードが図1および2で使用されています。 8-9
およびイチジク。 12-13。 細い黒い曲線は、反転したプロファイルに適合し、表面まで外挿された滑らかな合成密度プロファイルです。
これは、図8に示す滑らかな温度プロファイルから導き出されます。実線の水平線は、Tritonの表面（半径RT = 1353 km）を示しています。
破線は中央のフラッシュレイヤー（1360 km付近）を示し、水平の点線は参照半径rref = 1400kmを示します。 低い
パネル：対応する圧力プロファイル。


9.おわりに
この論文では、2017年10月5日に観測されたTritonによる地上の恒星食から得られた結果を提示します。
主な目標は、（i）高度レベルが約8 km（約9 µbar）から約190kmの間のトリトン大気の一般的な構造を取得することでした。
（少数のナノバーレベル）および（ii）これらの結果を他の地上ベースの掩蔽およびV2無線掩蔽と比較して、
過去30年間の圧力の季節変動。
2017年のイベントでは、90の肯定的な観測結果が得られ、そのうち42が中央の閃光を示しました。 Abelインバージョンを使用して取得しました
3つの最良のS / N光度曲線からの密度、圧力、および温度プロファイル。穏やかな負の温度のヒントを見つけます
勾配（-0.2 K km-1に達する））プロファイルの最も深い部分（つまり、高度約30 km未満）。これは中間圏を構成します
大気を冷たい表面に接続する正の温度勾配を持つ予想される成層圏のすぐ上。
レイトレーシングアプローチを使用して、最良の52の光度曲線にグローバルに適合させ、圧力p1400 = 1.18±0.03µbarを提供しました。
半径1400キロ。また、密度、圧力、および温度を外挿するための合成および平滑化されたモデルを提供します。
水面。
約1400kmまでの地表から抽出された有用な情報を使用した、V2無線実験の新しい分析は次のことを示しています。
2017年のイベントで取得された圧力は、1989年に取得された圧力と一致していること。取得された圧力値の調査
1989年から2017年の間に実施されました。私たちの方法を使用して再分析された過去の2つの掩蔽（1997年と2008年）は、
1990年代に報告された表面圧力は実際のものですが、高いS / N光度曲線の不足と不足のため、これは議論の余地があります。
他のチームが使用する最良のデータセットの完全に一貫した分析の結果。
2017年の掩蔽から得られた圧力は、ボイジャー無線実験から得られた圧力と一致しています。
圧力が1989年のレベルに戻ったことを意味します。 Bertrand etal。に詳細に説明されているTritonのVTMからの結果。 （2022）、
過去数十年間の表面圧力の大幅な増加をサポートしていませんが、代わりに表面圧力による適度な増加をサポートしています
その間の28年間で最大20µbarに達します。 VTMシミュレーションは、（1）表面圧力の大幅な増加も示唆しています。
N2が緯度30◦S-0◦の間に存在する場合、2000より前は取得できません。
、および（2）北極冠は下に伸びているはずです
2017年には少なくとも45◦N〜60◦Nになり、表面圧力は1989年からV2レベルに戻ります。
最後に、中央フラッシュ分析は、大気の歪みの証拠を明らかにしません。大気は全球に見える
球形で、高度8km付近の見かけの扁平率は1σの上限が0.0011です。これは全球的な違いに対応します
その高度での最大と最小の大気半径の間の1.5km未満の。これは、で報告された値よりもはるかに小さいです
文学。特に、これは以前にエリオットらによって主張された超音速風の存在をサポートしていません。 （1997）。
データセットのより具体的な分析を必要とする未解決の問題は、他の場所で対処されます。これらには、存在の可能性が含まれます
ヘイズとトリトンの表面のすぐ上の対流圏の（または不在）、および重力波の検出の可能性。