Tritone orbita Nettuno, l'ottavo pianeta dal Sole, a circa 2,7 miliardi di miglia dalla Terra, alla fredda frangia esterna della principale zona del pianeta del Sistema Solare. Le temperature superficiali si aggirano intorno allo zero assoluto, così basso che i composti comuni che conosciamo come gas sulla Terra si congelano in ghiaccio. l'atmosfera di Tritone, che è 70, 000 volte meno denso di quello terrestre, è composto da azoto, metano e monossido di carbonio.

Queste condizioni estreme hanno portato a una scoperta straordinaria su Tritone. Un team internazionale di scienziati ha utilizzato il Gemini South Telescope in Cile di 8 metri per individuare un tipo molto specifico di firma della luce infrarossa prodotta quando le molecole di monossido di carbonio e azoto si uniscono e vibrano all'unisono. Individualmente, monossido di carbonio e ghiaccio di azoto assorbono ciascuno le proprie distinte lunghezze d'onda della luce infrarossa, ma la vibrazione tandem di una miscela di ghiaccio assorbe ad un ulteriore, distinta lunghezza d'onda identificata in questo studio.

La scoperta, recentemente pubblicato in Giornale Astronomico , offre approfondimenti su come questa miscela volatile può trasportare materiale attraverso la superficie della luna tramite geyser, innescare cambiamenti atmosferici stagionali e fornire un contesto per condizioni su altri distanti, mondi ghiacciati.

"Mentre la gelida impronta spettrale che abbiamo scoperto era del tutto ragionevole, soprattutto perché questa combinazione di ghiaccio può essere creata in laboratorio, individuare questa specifica lunghezza d'onda della luce infrarossa su un altro mondo è senza precedenti, " ha detto il professore della NAU Stephen Tegler, che ha condotto lo studio, collaborando con Will Grundy e Jennifer Hanley del Lowell Observatory. Altri coautori di NAU sono Terry Stufflebeam, Shyanne Dustrud, Gerrick Lindberg, Anna Engle, Thomas Dillingham, Daniel Matthew e David Trilling.

Nell'atmosfera terrestre, il monossido di carbonio e le molecole di azoto esistono come gas, avvisi. Infatti, l'azoto molecolare è il gas dominante nell'aria che respiriamo, e il monossido di carbonio è un contaminante raro che può essere letale. Sul lontano Tritone, però, monossido di carbonio e azoto si congelano come ghiaccio. Possono formare i propri ghiacci indipendenti o possono condensarsi insieme nella miscela ghiacciata rilevata nei dati Gemini. Questo mix ghiacciato potrebbe essere coinvolto negli iconici geyser di Tritone visti per la prima volta nelle immagini della navicella spaziale Voyager 2 come scuri, striature portate dal vento sulla superficie del lontano, luna ghiacciata.

Guardando avanti, i ricercatori si aspettano che questi risultati getteranno luce sulla composizione dei ghiacci su altri mondi lontani oltre Nettuno. Gli astronomi hanno sospettato che la miscelazione di monossido di carbonio e ghiaccio di azoto non esiste solo su Tritone, ma anche su Plutone, dove la navicella spaziale New Horizons ha scoperto che i due ghiacci coesistevano. Questa scoperta dei Gemelli è la prima prova spettroscopica diretta di questi ghiacci che mescolano e assorbono questo tipo di luce su entrambi i mondi.

Tegler studia i ghiacci relativi alle superfici degli oggetti della fascia di Kuiper nel Laboratorio Astrofisico del Ghiaccio utilizzando la trasmissione e la spettroscopia Raman. Il laboratorio è una collaborazione tra l'Osservatorio Lowell e il Dipartimento di Fisica e Astronomia della NAU, che facilita gli studi sui materiali criogenici del sistema solare esterno, come i ghiacci di metano e azoto che dominano le superfici di Plutone, Tritone, Eris e Makemake, e i liquidi etano-metano-azoto che scorrono sulla superficie di Titano.

Il laboratorio è composto da due stazioni sperimentali, uno per la deposizione da vapore di film sottili di ghiaccio, e uno per campioni più massicci di liquidi criogenici e ghiaccio fino a 2 cm di spessore. Gli strumenti utilizzati per analizzare i materiali criogenici includono la spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier, spettroscopia di massa e spettroscopia fotoelettronica a raggi X.