Triton draait om Neptunus, de achtste planeet vanaf de zon, zo'n 2,7 miljard mijl van de aarde - aan de koude buitenrand van de belangrijkste planeetzone van het zonnestelsel. Oppervlaktetemperaturen schommelen rond het absolute nulpunt, zo laag dat gewone verbindingen die we als gassen op aarde kennen, bevriezen tot ijs. Tritons sfeer, dat is 70, 000 keer minder dicht dan de aarde, bestaat uit stikstof, methaan en koolmonoxide.

Deze extreme omstandigheden hebben geleid tot een buitengewone ontdekking op Triton. Een internationaal team van wetenschappers gebruikte de 8-meter Gemini South Telescope in Chili om een ​​zeer specifiek type infraroodlichtsignatuur te lokaliseren dat wordt geproduceerd wanneer koolmonoxide- en stikstofmoleculen samenkomen en tegelijk trillen. individueel, koolmonoxide en stikstofijs absorberen elk hun eigen verschillende golflengten van infrarood licht, maar de tandemtrilling van een ijsmengsel absorbeert bij een extra, verschillende golflengte geïdentificeerd in dit onderzoek.

De vondst, onlangs gepubliceerd in de Astronomisch Tijdschrift , biedt inzicht in hoe dit vluchtige mengsel materiaal via geisers over het maanoppervlak kan transporteren, seizoensgebonden atmosferische veranderingen teweegbrengen en een context bieden voor omstandigheden op andere verre, ijzige werelden.

"Hoewel de ijzige spectrale vingerafdruk die we ontdekten volkomen redelijk was, vooral omdat deze combinatie van ijs in het laboratorium kan worden gemaakt, het lokaliseren van deze specifieke golflengte van infrarood licht op een andere wereld is ongekend, " zei NAU-professor Stephen Tegler, die de studie leidde, in samenwerking met Will Grundy en Jennifer Hanley van Lowell Observatory. Andere co-auteurs van NAU zijn Terry Stufflebeam, Shyanne Dustrud, Gerrick Lindberg, Anna Engel, Thomas Dillingham, Daniel Matthew en David Trilling.

In de atmosfeer van de aarde, koolmonoxide- en stikstofmoleculen bestaan ​​als gassen, mededelingen. In feite, moleculaire stikstof is het dominante gas in de lucht die we inademen, en koolmonoxide is een zeldzame verontreiniging die dodelijk kan zijn. Op verre Triton, echter, koolmonoxide en stikstof bevriezen vast als ijs. Ze kunnen hun eigen onafhankelijke ijs vormen of samen condenseren in de ijzige mix die is gedetecteerd in de Gemini-gegevens. Deze ijzige mix kan betrokken zijn bij Triton's iconische geisers die voor het eerst werden gezien in ruimtevaartuigafbeeldingen van Voyager 2 als donker, door de wind geblazen strepen op het oppervlak van de verre, ijskoude maan.

Vooruit kijken, de onderzoekers verwachten dat deze bevindingen licht zullen werpen op de samenstelling van ijs op andere verre werelden buiten Neptunus. Astronomen vermoeden dat de vermenging van koolmonoxide en stikstofijs niet alleen op Triton, maar ook op Pluto, waar het ruimtevaartuig New Horizons ontdekte dat de twee ijssoorten naast elkaar bestonden. Deze Gemini-bevinding is het eerste directe spectroscopische bewijs dat deze ijssoorten dit soort licht op beide werelden vermengen en absorberen.

Tegler bestudeert ijs dat relevant is voor de oppervlakken van Kuipergordelobjecten in het Astrophysical Ice Laboratory met behulp van transmissie en Raman-spectroscopie. Het laboratorium is een samenwerking tussen Lowell Observatory en NAU's Department of Physics and Astronomy, die studies van cryogene materialen van het buitenste zonnestelsel mogelijk maakt, zoals het methaan- en stikstofijs dat het oppervlak van Pluto domineert, Triton, Eris en Makemake, en de ethaan-methaan-stikstofvloeistoffen die over het oppervlak van Titan stromen.

Het laboratorium bestaat uit twee proefstations, een voor dampafzetting van dunne ijsfilms, en één voor grotere monsters van cryogene vloeistoffen en ijs tot 2 cm dik. Instrumenten die worden gebruikt om cryogene materialen te analyseren, zijn onder meer Fourier-transform infraroodspectroscopie, massaspectroscopie en röntgenfoto-elektronenspectroscopie.