紫外線の照射の下のタイタンの高々度エアロゾルの進化

高度１０００㎞で合成される茶色いエアロゾルはゆっくりと降下する間に紫外線を受けて変化する。以下、機械翻訳。
紫外線の照射の下のタイタンの高々度エアロゾルの進化

概要：
カッシーニ - ホイヘンススペースのミッションはタイタンの厚い茶色っぽい薄霧が、表面まで下がっている遅い輸送の前に、高度のおよそ１０００キロで大気中に高く始められることを明らかにしました。 １３０キロを下まわって高度において表面に近くて、ホイヘンス調査は薄霧の化学組成についての情報を提供しました。 これまでのところ我々はエアロゾルの可能な 光化学 進化がそれらの降下の間に薄霧を構成することに関して洞察力を持っていません。
我々は、研究所で、赤外線の 分光法 によって探査されるように、太陽の真空紫外線（VUV）照射がエアロゾルの視覚の特性に影響を与える方法をシミュレートして、ここでこの大気のエアロゾル老化プロセスを取り上げます。 重要な進化が見いだされます、そしてそれは、タイタンの表面においてエアロゾル徴収人とホイヘンス調査の Pyroliser によって測られるように、タイタンの雰囲気と高い窒素内容で高度の６００キロを下まわってカッシーニによって丹念にチェックされた窒素が乏しい赤外線の 分光学的特徴の間に外見上明白な矛盾を説明することができました。

イントロダクション：
タイタン、サターンの最も大きい衛星、ただ太陽系での１つの自然の衛星だけが密度が高い大気、を主催します。 およそ１.５バールのプレッシャーで表面において、雰囲気は主に分子の窒素とメタンで構成されています。 これらの２つの分子の 光化学 は多重のタイタンを取り巻いている茶色っぽい薄霧に関して責任がある固体のエアゾールに導いている重い有機分子を生産します。 メタン集中は有機体の薄霧の大量の大部分を含む 成層圏 （４０-３２０ｋｍ）で２％に近いです。 タイタンのエアロゾルが電離層に作成されることを明らかにして、 UVIS スペクトロメータ２のおかげでタイタンの大気で１０００ｋｍまでエアロゾルを観察することができるようにされたＮＡＳＡのカッシーニスペースのミッション、ポジティブとマイナスイオンがサターンから太陽の紫外線の 放射 と 磁気圏 電子を通って作り出される 熱圏 のサブレイヤ。 大きいマイナスイオンはエアゾール５の胎児であると認知されました。 これらの nanoparticles 総数とカッシーニ画像形成「サイエンス」 Subsystem7 によって観察され、そしてホイヘンスの Descent イメージャーとスペクトルの Radiometer によっての表面に近く薄霧に導いている sediment6 は８を探ります。
カッシーニ前のモデリング研究が高度でキロメートルの千と同じぐらい高くその時エアゾール胎児が教示されたことを知らないで紫外線あるいは粒子 impact9 、１０歳を通って可能に煙霧の熟成させることを疑いました。 それでも thermosphere で大いに活動的なフォトンは存在しています：２００ナノメートルより低い波長を持っている太陽の真空 - UltraViolet （VUV）不安定。 これらのフォトンは、タイタンの大気の radiative 予算に影響を与えて、それらの形成と結果としてエアロゾル albedo からエアロゾルの化学組成に影響を与えることができました。 我々の目的は、 thermosphere のエアゾール家系は、１０００と６００キロの間に、１つのために Titanian 日（すなわち、およそ１１日間の地球の日）６の間もつのを知った上で、 VUV フォトンがまだ手を伸ばす thermosphere で実験的にエアロゾルの photochemical 老化の鍵となる問題に対処することです。 我々は債券を破っている、そして化学的な再調整の敏感なプローブとしてそれらの赤外線の署名の進展に焦点を合わせるでしょう。 それらの署名は thermosphere の下に大気のレイヤでカッシーニ - VIMS 手段によって増されたスペクトルと比較されるでしょう。

図１：アナログが２０ナノメートルの厚さが Si substrates の上に堆積させた４４０の±の薄い有機体の映画として総合したシンクロトロン VUV 梁がタイタンのエアゾールを照らす実験のスケッチ。 それぞれの実験が選ばれた波長において、そして所定の持続時間特定のサンプルの照射に対応します。 映画の１１ミリの２つの表面次元は、隣接したサンプルを放射線処理しないで、サンプルホルダーのポジションでシンクロトロン梁のそばにサンプルの同種の照射とともにおよそ１０１６の ph / 秒 / cm2 の不安定密度を保証するように選ばれました。


図２：赤外線の吸収スペクトルが~１５５０のセンチメートル - １においての最も高い吸収値に正常化しました。 グレーの封筒は１２００-３５００センチメートル - １の範囲で２０の放射線処理されないサンプルの間で散布（標準偏差の２倍）を示します。 赤いスペクトルは一つのサンプルの上に１２１.６ナノメートルにおいて VUV フォトンによって照射の後に 24h に対して記録されました。


図３：（上に）照射がライマン - αで実験します。 いくつかの赤外線のバンドの最大強烈さ対照射時間のオリジナルの強烈さに関しての相対的な減少。
ハッチングされた箱が放射線処理されないサンプルのために散布を示します。 データポイントに関するエラーバーは標準偏差の２倍に対応します。 相対的な減少が、放射線処理されないサンプルの散布より大きいとき、重要になります。
（下に）９５と１２１.６ナノメートル対照射時間においての照射の下の２１８２年のセンチメートル - １においての nitrile 強烈さの減少。 ハッチングされた箱が放射線処理されないサンプルのために散布を示します。
データポイントに関するエラーバーは標準偏差の２倍に対応します。 相対的な減少が、放射線処理されないサンプルの散布より大きいとき、重要になります。


図４：照射の前の、（下に）ライマン - αにおいての２４時間の照射の後の（上の）２０５０-２３００センチメートル - １地域の４つの Gaussian コンポーネントの中への Deconvolution 。 黒いラインは手を加えていないスペクトル、適当な手順からの結果への赤いのに対応します、４つの Gaussian コンポーネントへの、そして点を打たれた黒での緑のラインは残余の（人たち・もの）に沿って列を作ります。


図５： amine 寄付の引き算の後に脂肪族炭素縞模様でズームしてください：照射の前の（黒）、ライマン - αにおいての照射の２４時間の後の（赤）。 目に見える、そして高度で~２００ km タイタンの大気の地図作成スペクトロメータ（VIMS ２４）を映し出しているカッシーニからの（緑の）データ。