Letní metanová obloha na Tritonu

ESO 015/10 tisková zpráva

Podle dosud první infračervené analýzy atmosféry Neptunova měsíce Triton je na jeho jižní polokouli léto v plném proudu. Tým astronomů pracujících s dalekohledem ESO/VLT objevil v atmosféře měsíce oxid uhelnatý a poprvé ze Země detekoval přítomnost metanu. Pozorování také odhalila, že jemná atmosféra podléhá sezonním vlivům, její mohutnost se při zahřátí zvětšuje. 
 
„Našli jsme přesvědčivé důkazy, že i přes obrovskou vzdálenost mezi Sluncem a Tritonem je sluneční záření na povrchu měsíce stále citelné. Ve skutečnosti má tento ledový měsíc podobná roční období jako Země, jen se mění mnohem pomaleji,“ říká  Emmanuel Lellouch, vedoucí autor článku oznamujícího výsledky v časopise Astronomy & Astrophysics.

Průměrná povrchová teplota na Tritonu se pohybuje kolem -235° C, na jeho severní polokouli panuje nyní zima a na jižní léto. Jak se jižní polokoule prohřívá, tenká vrstva zmrzlého dusíku, metanu či oxidu uhelnatého na povrchu pomalu sublimuje. Plyn se uvolňuje do atmosféry a ta se stává s postupujícím létem stále mohutnější. Při Neptunově periodě oběhu 165 let trvá léto na Tritonu déle jak 40 pozemských roků a letní slunovrat nastal na jižní polokouli měsíce teprve v roce 2000. 
  
Na základě měření množství plynu odhadli Lelleuch a jeho tým, že tlak v Tritonově atmosféře mohl stoupnout až 4krát ve srovnání s jarními hodnotami, které naměřila v roce 1989 kosmická sonda Voyager 2. Aktuální atmosférický tlak se pohybuje mezi 40 – 65 mikrobary, což je asi 20 000krát nižší hodnota než na Zemi.
 
Bylo známo, že oxid uhelnatý se ve zmrzlé podobě na povrchu Tritonu vyskytuje. Lellouch a jeho tým však objevil, že nejsvrchnější vrstva povrchu obsahuje až desetkrát více CO než vrstvy položené níže. A právě tento tenký film je zodpovědný za nárůst množství plynu v atmosféře. Přestože hlavní složkou atmosféry na Tritonu je dusík (stejně jako na Zemi), velmi důležitým plynem, objeveným v atmosféře Tritonu sondou Voyager a teprve nyní detekovaným i ze Země, je metan. „Nyní, když jsme objevili oxid uhelnatý a přeměřili množství metanu v atmosféře Tritonu, musejí být revidovány všechny klimatické a atmosférické modely pro toto těleso,“ říká spoluautorka Catherine de Bergh.

Triton je s průměrem 2 700 km (téměř třetina průměru Měsíce) zdaleka největším ze 13 Neptunových měsíců a v pořadí sedmým největším měsícem ve Sluneční soustavě. Triton vědce fascinoval již od svého objevu v roce 1846 svým retrográdním pohybem [1]. Pro současné astronomy je zajímavý svojí geologickou aktivitou a různými typy zmrzlých látek na povrchu (dusík, voda, suchý led – oxid uhličitý).  

Pozorování atmosféry Tritonu není při třicetkrát větší vzdálenosti od Slunce ve srovnání se Zemí nijak lehký úkol. V 80. letech se objevily teoretické práce předpovídající atmosférický tlak na Tritonu srovnatelný s Marsovou atmosférou (asi 7 milibarů). Teprve v roce 1989 sonda Voyager prolétla kolem planety Neptun a změřila také vlastnosti Tritovovy atmosféry. Ukázalo se, že tlak je pouhých 14 mikrobarů, což je 70 000krát méně než na Zemi. Od té doby jsou vědci opět odkázáni na velmi omezená měření prováděná z povrchu Země. Prostřednictvím zákrytů (úkazů, při kterých objekt Sluneční soustavy přechází před hvězdou) se v 90. letech minulého století podařilo prokázat, že atmosférický tlak na Tritonu stoupá. K detailnějšímu výzkumu Tritonovy atmosféry ze Země bylo potřeba vyvinout spektrograf CRIRES (Cryogenic High-Resolution Infrared Echelle Spectrograph = Echellův kryogenní spektrograf pro infračervenou oblast s vysokým rozlišením) a spojit jej s dalekohledem ESO/VLT. „Potřebovali jsme vysokou citlivost a vysoké rozlišení spektrografu CRIRES, abychom získali detailní spektra velmi řídké Tritonovy atmosféry,“ říká spoluautor  Ulli Käufl. Provedená měření jsou součástí rozsáhlého programu, který mimo jiné studuje atmosféru Pluta [eso 0908].

Pluto je totiž považováno za blízkého příbuzného Tritonu s podobnými podmínkami. Objev oxidu uhelnatého na Tritonu vedl k obnovení zájmu o studium atmosféry Pluta a k astronomickému závodu o první pozorování stop této sloučeniny také v atmosférách ještě vzdálenějších trpasličích planet.

Toto je však pouze první krok ve snaze astronomů pracujících se spektrografem CRIRES porozumět fyzice atmosfér vzdálených těles Sluneční soustavy. „Nyní můžeme zahájit pravidelný monitoring atmosféry Tritonu a zjistit mnoho o jejích sezónních změnách v průběhu následujících desetiletích,“ říká Lellouch.

Zdroj

Poznámky

[1] Triton je jediným velkým měsícem ve Sluneční soustavě, který kolem své planety obíhá po retrográdní dráze (obíhá v opačném smyslu, než se odehrává rotace planety). To je jeden z důvodů, proč se vědci domnívají, že Triton je ve skutečnosti tělesem z Kuiperova pásu zachyceným Neptunem. Jeho vlastnosti by tedy mohly být velmi podobné Plutu a dalším trpasličím planetám.

Další informace

Výzkum byl prezentován v časopise  Astronomy & Astrophysics pod názvem 'Detection of CO in Triton’s atmosphere and the nature of surface-atmosphere interactions' autorů E. Lellouch a kol. (DOI : 10.1051/0004-6361/201014339).

Složení týmu: E. Lellouch, C. de Bergh, B. Sicardy (LESIA, Observatoire de Paris, France), S. Ferron (ACRI-ST, Sophia-Antipolis, France) a H.-U. Käufl (ESO).

ESO (Evropská jižní observatoř) je hlavní mezinárodní astronomickou organizací Evropy a patří k nejproduktivnějším astronomickým observatořím světa. Je podporována 14 členskými státy, kterými jsou: Belgie, Česká republika, Dánsko, Finsko, Francie, Itálie, Německo, Nizozemí, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko a Velká Británie. ESO má za cíl vývoj, konstrukci a provoz výkonných pozemních astronomických zařízení, která umožní významné vědecké objevy. ESO také hraje přední roli při propagaci a organizaci mezinárodní spolupráce na poli astronomického výzkumu. ESO v současnosti provozuje tři observatoře světově úrovně: La Silla, Paranal a Chajnantor, které se nacházejí na poušti Atacama v Chile. Na Paranalu se nachází VLT (Very Large Telescope = Velmi velký dalekohled) – nejvyspělejší pozemní dalekohled pracující ve viditelném světle a VISTA, největší přehlídkový dalekohled pro infračervenou oblast na světě. Zároveň je ESO evropským zástupcem největšího astronomického projektu všech dob – teleskopu ALMA budovaného na planině Chajnantor. V současnosti ESO plánuje výstavbu Evropského extrémně velkého dalekohledu (E-ELT), který bude mít průměr primárního zrcadla 42 metrů. Měl by pracovat v infračerveném i viditelném oboru záření a stane se největším dalekohledem světa.

• odborný článek

Kontakty

Emmanuel Lellouch; LESIA, Observatoire de Paris; France; Tel: +33 1 450 77 672; Email: emmanuel.lellouch@obspm.fr

Hans-Ulrich Käufl; ESO; Garching, Germany; Tel: +49 89 3200 6414; Cell: +49 160 636 5135; Email: hukaufl@eso.org

Henri Boffin; ESO - VLT Press Officer; Garching, Germany; Tel: +49 89 3200 6222; Cell: +49 174 515 43 24; Email: hboffin@eso.org

Překlad: Jiří Srba, Hvězdárna Valašské Meziříčí
Národní kontakt: Pavel Suchan +420 267 103 040; suchan@astro.cz