尘埃风计量在海王星平流层的ALMA观测
摘要：冰巨星海王星的对流层风速是太阳系中最强烈的之一，但形成这些风的动力机制仍不确定。在不同压力水平上测量风速可能有助于理解该行星大气动力学。本研究的目标是使用ALMA多普勒光谱直接测量海王星平流层的风。我们推导了海王星在CO(3-2)和HCN(4-3)线的多普勒光移图，频率分别为345.8 GHz（波长约0.87 mm）和354.5 GHz（0.85 mm）。为此，我们使用ALMA在2016年获得的光谱数据，在海王星的2.24"盘面上记录了空间分辨率约为0.37"。在去除了行星的固体旋转后，我们推断了纬向风对CO和HCN线的多普勒光移的贡献。我们开发了一种基于MCMC的检索方法来约束风速的纬度分布。我们发现CO(3-2)和HCN(4-3)线探测到的海王星平流层压力分别为$2^{+12}\_{-1.8}$ mbar和$0.4^{+0.5}\_{-0.3}$ mbar。在这些高度，纬向风的强度比基于旅行者观测的云跟踪所得的对流层风要小。对于CO，我们发现赤道逆行（向西）风速为$-180^{+70}\_{-60}$ m/s，对于HCN，风速为$-190^{+90}\_{-70}$ m/s。风强度向中纬度方向减弱，在40$^{\circ}$S的风速为$-90^{+50}\_{-60}$ m/s（CO）和$-40^{+60}\_{-80}$ m/s（HCN）。在约50$^{\circ}$S处，风速变为0 m/s，并且我们发现环流在60$^{\circ}$S以南呈顺行。总体而言，我们的平流层风直接测量结果与以往基于恒星蚀合剖面和基于热风平衡期望的估计相符。这是第一次在冰巨星上进行的直接多普勒风速测量，开辟了一种研究和监测它们平流层动力学的新方法。
作者：''Oscar Carri''on-Gonz''alez, Raphael Moreno, Emmanuel Lellouch, Thibault Cavali''e, Sandrine Guerlet, Gwena"el Milcareck, Aymeric Spiga, No''e Cl''ement, J''er''emy Leconte
论文ID：2305.06787
分类：Earth and Planetary Astrophysics
分类简称：astro-ph.EP
提交时间：2023-06-07