トリトンのプルームの仮説：新しい分析と将来のリモートセンシングテスト

海王星の衛星トリトン　探査機はボイジャー２号しか接近していませんが精細な画像が得られています。噴煙のエネルギー源は太陽熱と内部の熱のどっちか決まっていない。以下、機械翻訳。
トリトンのプルームの仮説：新しい分析と将来のリモートセンシングテスト
2021年12月9日に提出
1989年のボイジャー2号のフライバイ中に、海王星の衛星トリトンで少なくとも2つのアクティブなプルームが観測されました。トリトンのプルームのモデルは以前に5つの仮説にグループ化されており、そのうち2つは主に大気現象であり、一般に起こりそうにないと考えられています。プロセスともっともらしいです。これらの仮説は、火星、エンケラドゥス、冥王星の現在の理解に基づく比較などの新しい議論を含めて比較されます。太陽電池式の固体温室効果に基づく噴火モデルは、以前は、ボイジャー2フライバイ中の太陽下緯度へのプルームの近接性と、トリトンの扇状地の分布のために、トリトンのプルームの主要な仮説と見なされていました。推定上、以前のプルームからの堆積物です。他の2つの噴火仮説は、日射量ではなく、内部の熱によって支えられています。トリトンの太陽直下点の緯度とプルームと扇状地の地理的位置との間の表面的な関係の新しい分析に基づいて、プルームの位置も扇状地の位置も太陽電池式の仮説を支持する強力な証拠ではないと主張します。3つの噴火仮説すべてをさらに検討する必要があると結論付けます。トリトンの噴火の噴火仮説を自信を持って区別するために、将来の宇宙船からのリモートセンシング観測で実装できる5つのテストが提示されます。5つのテストは、（1）Tritonの南半球の地形の構成と厚さ、（2）扇状地の堆積物の構成、（3）活発なプルームの分布、（4）扇状地の分布に基づいています。（5）プルームおよび/または扇状地の位置での表面温度。テストは独立していますが、補完的であり、トリトンミッションコンセプトなどの単一のフライバイミッションで実装できます。太陽駆動の仮説の場合、2030年代と2040年代が最後になる可能性があることに注意してください...

図1：1989年の海王星の衛星トリトンの一部のボイジャー2号の可視画像。画像には次のものが含まれます。
東経2度、南緯49度のマヒラニプルームとその100kmを超える長さの追跡雲、数人のファン（うち4人）
注釈が付けられていますが、他の注釈は付けられていません）、および高アルベド南半球の境界
赤道付近の地形（SHT）。 この図は、NASAの惑星のC1139503から変更されています
データシステム、それは洗浄され、較正され、そして幾何学的に修正されました。 測光なし
修正が適用されました。


図2：トリトンの噴火に関する3つの噴火仮説の芸術的描写。 機能はありません
縮尺どおりに表示されます。 窒素氷は最も関連性の高い揮発性氷であると想定されており、水氷は
主要な耐火材料であると想定されています。 水氷の下に海が表示されていますが、
必要ありません。 トリトンで観測されたように、プルームを追跡する雲と表面のファンは異なる方向を向いています
高度による風向の違いによって説明されている方向（例：Ingersoll、1990）。 このグラフィックは、ジェット推進でリズベスデラトーレとリサポジェによって作成されました
この論文の著者と協議し、許可を得て使用されている実験室。


図3：太陽直下緯度と最大日平均フラックスの緯度。
（A）日平均　緯度と太陽直下緯度の関数としての太陽フラックス。 太陽直下緯度0度、北緯10度、北緯20度の上、北緯30度、北緯40度、北緯50度、北緯60、北緯70度、北緯80度、および北緯90度が表示されます。
（B）ボロメータ（エネルギーバランス）アルベド　ヒリアーらで報告されたトリトンのために。 （1994）およびLommel-Seeliger表面。
（C）日中平均（B）のLommel-Seeligerボロメータアルベドの場合、吸収された太陽フラックス。 のスケールの変化に注意してください
（A）からの縦軸。 吸収された太陽フラックスが完全に平均化された緯度　回転は最大で、太陽直下緯度の近くにあるとは限りません。


図4：Tritonの扇状地の地理的分布。 （A）Hansen etal。にマッピングされたTritonの扇状地。
（1990）は、南極を中心とした立体投影で示されています。扇状地はに示されています
黒とマヒラニとヒリの噴煙は緑です。南半球の境界McEwen（1990）でマッピングされた地形（SHT）はシアンで示されています。中の南緯45度の太陽直下緯度
1989年のボイジャー2号の遭遇は、青色で示されています。 （B）関数としての扇状地とプルームのヒストグラム
緯度の。特定の緯度での経度の割合（面積の割合）は、SHTも表示されます。の最小値（-35o E）と最大値（53o E）の間の経度のみ
マップされた扇状地の分布は、部分的なカバレッジに含まれていました。同様の図ですが、限定されています
-10oからの経度
扇状地/プルームとSHTカバレッジの両方の40oEまでを（D）に示します。 （C）
経度の関数としての扇状地とプルームのヒストグラム。与えられた経度での分数面積、
SHTの一部でもあります。正規化された単一の領域は、からのSHTカバレッジに対応します。
南極から赤道へ。南西に向かって画質が低下します（例：シェンク
et al。、2021）、したがって、（B）と（D）で≒50oSの極方向にファンが存在せず、相関が失われる
（C）の≒-15oEの西の扇状地の存在量とSHTカバレッジの間は観測と一致しています
バイアス。 Tritonの扇状地の観察された地理的分布は、
SHTと観測バイアス。


図5：南半球の地形（SHT）仮説検定の構成と厚さ。 この
テストでは、扇状地がプルームからの堆積物であると想定しています。

7.結論
ボイジャー2号中のトリトンのプルームの緯度と太陽直下の緯度の類似性
遭遇は太陽駆動の仮説の予測ではありません。同様の緯度は
モデルパラメータが調整されている場合、ソーラー駆動モデルと一致します。しかし、そうではありません
このモデルを支持する強力な証拠。ボロメータアルベドの入射角依存性
この結論に大きな影響はありません。
ボイジャー2号によって高い空間分解能で観測された地域でのトリトンの扇状地の分布は、
南半球の地形（SHT）の分布によって制御されます。その観察
扇状地は一般的に活発なプルームの北にあり、以前のプルームと一致する緯度にありました
ボイジャー2号のイメージングに先立つ数十年間に太陽直下緯度付近で噴火したものは、
SHT全体の幅広い扇状地分布とVoyagerの観測バイアスに完全に起因します
2イメージングカバレッジ。扇状地の地理的分布は、扇状地（およびプルーム、扇状地が以前のプルームからのものであると仮定すると）とSHTは関連していますが、現在の
組成や厚さなどのSHT特性の不確実性は、ソーラー駆動モデルの支持。
トリトンのプルームに関する太陽駆動の仮説は、30年間、一般的に次のように考えられていました。
ただし、主要な仮説では、上記の2つの結論は、
その仮説の支持。高アルベドSHTは窒素が豊富であるという、太陽駆動の仮説を支持する3番目の議論も、天文観測に基づいて疑問視されています。
（Grundy et al。、2010; Holler et al。、2016）。スペクトルの特徴のより大きな縦方向の変動
揮発性氷（窒素、一酸化炭素、メタン）の方が非揮発性氷（水）よりも
および二酸化炭素）は、南半球がによって支配されているという証拠として解釈されます
揮発性のない氷。しかし、天文観測は、
ボイジャー2号の観測。 Tritonのプルームに関する3つの実行可能な仮説はすべて、
太陽駆動、氷の火山、および揮発性氷床の基礎熱噴火モデルは、さらに保証されます
考慮。
トリトンの噴煙が爆発的な氷の火山の噴火である場合、（1）扇状地は予期されていません
そのようなプルームに由来すること、および/または（2）SHTが揮発性氷に富むことは期待されていない。
そうでなければ、扇状地は広く分散することは期待できませんが、強く制限されることもあります
ボイジャー2号によって観測された100を超えるファンすべての場合と同様に、SHTに対して。
トリトンのプルームに対する太陽駆動、氷の火山、揮発性氷床の基礎熱仮説
別のシングルフライバイミッションと自信を持って区別できる可能性があります。の5つの​​テスト
宇宙船のリモートセンシングで実装できるモデルの予測は次のとおりです。SHT
組成と厚さ、扇状地の組成、アクティブなプルームの分布、扇状地の分布、および
異常な温度。 5つのテストは独立していますが、補完的であり、増加します
弾力性。
季節の観点から、2030年代と2040年代はトリトンを探索する絶好の機会です。この
エポックは、約1世紀の間、SHTを観測する最後のチャンスに相当します。
太陽直下緯度、したがって太陽駆動モデルでのプルームの最後の発生である可能性があります
また、地球規模の観測に適した太陽照明にも対応しています。