天王星衛星アリエルのアンモニア含有種の証拠

ハワイのマウナケア山にある赤外線望遠鏡による観測。公転進行方向、公転逆方向どちらかに偏らずアンモニアが表面に分布していることから火山活動により内部から噴出していると考えられる。以下、機械翻訳。
天王星衛星アリエルのアンモニア含有種の証拠最近の地質活動をサポート
概要
アンモニアに富む成分が天王星衛星の表面に存在するかどうかを調査しました
Arielは、サブオブザーバーの経度と緯度の広い範囲にわたって収集された32の近赤外反射スペクトルを分析します。これらのスペクトルの2.2 µmフィーチャのバンド領域と深さを測定しました。
これは、他の氷体上のアンモニア含有種に起因している。 10個のスペクトルは、バンド面積と深さが2σを超える顕著な2.2 µmの特徴を示しています。縦断分布を決定しました
2.2 µmバンドの場合、アリエルのリーディングとトレーリングの間に統計的に意味のある違いはありません
半球。このバンドがアリエルの表面全体に分布していることを示しています。バンドを比較しました
実験室のスペクトルに対して最も強い2.2 µmバンドを示す5つのアリエルスペクトルの中心と形状
さまざまなアンモニアを含む種とアンモニウムを含む種の
アリエルスペクトルは、アンモニア水和物と瞬間凍結アンモニア水溶液で最もよく一致します。私たちの
分析により、4つのアリエルスペクトルが2.24-µmバンド（＞2σバンド領域と深さ）を表示することも明らかになりました。
バンドの中心と形状は、アンモニア氷と最もよく一致します。アンモニアは
紫外線光子、宇宙線、および荷電粒子により短時間で効率的に除去
天王星の磁気圏に閉じ込められており、この成分の存在の可能性が地質活動をサポートしています
アンモニアが豊富なクライオラバスの設置やアンモニアが豊富な曝露などの最近の過去
テクトニズム、インパクトイベント、大量の浪費による堆積物。
キーワード：惑星表面—表面構成—表面プロセス—表面氷　Ariel　アリエル　

図1.左：アリエルの12のIRTF / SpeXスペクトル。2.2µmバンドおよび/または2.24 µmバンドを表示し、＞2σのバンド領域と深さ
（表2）、わかりやすくするために垂直方向にオフセットし、1〜12の番号を付けています。各スペクトルの1σ不確かさは薄い灰色で示されています。
これらのスペクトルは、3〜10ピクセル幅のウィンドウを備えたビニングルーチンを使用して軽く平滑化されています。の中心波長
検出された2.2 µmバンドの位置：2.198〜2.203 µm（青色のマーカー）、2.209 µm（緑色のマーカー）、および2.214
µm（黄色のマーカー）。 2.24-µm帯域の中心波長は2.237〜2.244 µm（赤いマーカー）です。右：ボイジャー
2 /アリエルの画像科学システム画像モザイク（提供：NASA / JPL / Caltech / USGS、http：//maps.jpl.nasa.gov/uranus.html）、
「天王星の輝き」（Stryk＆Stooke 2008）で照らされた夜側のセクション。すべての中央観測経度と緯度
32アリエルスペクトルは、各観測時のターゲットディスクの中心を表す点で示されます（それぞれ収集された
半球全体のスペクトル平均）。左側に示されている12個のスペクトルは、色で塗りつぶされたドット（番号1
〜12）。 2.2 µmのバンドを表示しないスペクトルは、黒で塗りつぶされたドットとして表示されます（つまり、バンド面積と深度が＜
2σ）。 2.2 µmおよび2.24 µmバンドの連続体分割の例については、図3を参照してください。NH3およびNH4に富む成分
これらのバンドに寄与している可能性があるものは、セクション3.4で調査されています。


図2. 2.2 µmのバンド面積（上のプロット）とバンドの深さ（下のプロット）の測定、および32のすべてのアリエルスペクトルの1σの不確かさ
サブオブザーバーの経度の関数として表示されます（表2）。両方のプロットのオレンジ色の破線は、データへの正弦波近似です。
青い実線は平均測定値です。正弦波近似の最大値は自由パラメーターであり、ロックされていません
特定の経度に。重複する経度は灰色の領域として表示されます。正弦波と平均モデルの適合を比較しました
F検定を使用して、これら2つのモデルの適合度の間に統計的に意味のある差（p ＜0.05）がないことを決定しました。
バンド面積または深さ測定のいずれか、p値はそれぞれ0.09〜0.10（F検定の結果は表
付録6.5の4）。これらの結果は、次の分布に前半/後半球の非対称性がないことを示しています。
2.2µm帯域。個々のデータポイントのいくつかは、平均バンド面積とバンド深度の値よりも大幅に大きい
（経度間〜80から160°および∼315〜345°）、アリエルの表面のこれら2つの領域がより大きくなる可能性があることを示唆しています
2.2µmバンドに寄与する成分の濃度。


図3.左：混合NH3-の実験室のスペクトルと比較した、＞3σ2.2-µmバンド測定（黒い線）のアリエルスペクトル
水和物（黄色; Brown et al。（1988））、NH3-H2O溶液（緑色; Tom Nordheim、プライベートコミュニケーション）、およびアンモニウム
炭酸塩（（NH4）2CO3、紫; Berg et al。（2016））、明確にするために垂直にオフセット。中央：2σを超える2.24 µmバンドのアリエルスペクトル
NH3氷（赤; Sill et al。（1980））およびアモルファスNH3を含む合成スペクトルと比較した測定（黒線）
（オレンジ; Roser et al。（2018））、明確にするために垂直にオフセット。右：連続体で分割された2.2-µmおよび2.24-µmバンドが検出された
実験室スペクトルのNH3氷（赤）、NH3水和物（黄色）の連続体分割2.2-µmおよび2.24-µmバンドと比較したアリエル
およびNH3-H2Oソリューション（緑色）、明確にするために垂直にオフセット。各プロットで、色付きのマーカーは中心波長を示します
実験室スペクトルで測定された2.2 µmおよび2.24 µmバンド。すべてのアリエルスペクトルは、ビニングを使用して軽く平滑化されています
3〜10ピクセル幅のウィンドウを持つルーチン。アリエルスペクトルには、図1と同じシーケンスを使用して番号が付けられています。


図4.で収集したアリエルのIRTF / SpeXスペクトルを使用したバンド面積と深度の測定手順の例
144.8の中間観測経度（図1および3のスペクトル5）（2.2 µmバンドの測定結果については、表2を参照してください）。 データ
2.2 µmのバンド面積測定で使用されるポイントは、使用されるデータポイントと同様に、強調表示されます（青色、2.190〜2.232 µmの範囲）。
このスペクトルのバンド深度を測定します（緑、中心は2.209 µm）。 連続体のモデル化に使用される合成スペクトル
（赤い線）は、86.3％80 K結晶H2O氷（直径15 µmの粒子）、0.39％80 K結晶H2O氷（0.3 µm直径粒子）、3.8％アモルファスカーボン（直径9 µm粒子）、および9.51％CO2氷（直径5 µm粒子）。


図5. 2017年から2019年の間に収集された、アリエルの9つの新しいIRTF / SpeXスペクトルとその1σ不確実性。各スペクトルの中間観測値、サブ観測者経度は、各プロットの左下隅に含まれています（表1を参照）
観察の詳細）。 すべてのスペクトルは、2.24〜2.25 µmの間で1に正規化されています。