Ricercatori dell'osservatorio volante SOFIA, l'Osservatorio stratosferico per l'astronomia all'infrarosso, si stanno preparando per un'opportunità di due minuti per studiare l'atmosfera della luna di Nettuno, Tritone, mentre proietta una debole ombra sulla superficie terrestre. Questa è la prima possibilità di investigare l'atmosfera di Tritone in 16 anni.

Il 5 ottobre quando Tritone passa davanti a una stella lontana, bloccherà la luce della stella in un evento simile a un'eclissi chiamato occultazione. Durante l'allineamento celeste, il team a bordo dell'aereo Boeing 747SP appositamente attrezzato effettuerà osservazioni della luce della stella lontana mentre attraversa l'atmosfera di Tritone.

Tritone non passava davanti a stelle luminose da molti anni, rendendo difficile l'osservazione dell'occultazione. Ora, mentre Tritone passa davanti a una stella luminosa, i dati raccolti dal telescopio da 100 pollici (2,5 metri) di SOFIA e da tre potenti strumenti consentiranno ai ricercatori di studiare e caratterizzare meglio l'atmosfera lunare, compresa la sua temperatura, pressione e densità.

Osservazioni precedenti, compresi quelli della sonda spaziale Voyager 2 della NASA presi nel 1989 e una precedente osservazione di occultazione nel 2001, indicano che l'atmosfera di Tritone è composta principalmente da azoto ed è distorta in luoghi diversi dai suoi forti venti e dalle forti maree. Questi nuovi dati sull'occultazione possono anche fornire dettagli su come varia l'atmosfera a diverse altitudini, consentendo ai ricercatori di esaminare se l'atmosfera è cambiata dall'ultima volta che è stata studiata.

Catturare un'ombra

Catturare l'ombra di Tritone mentre corre sulla superficie terrestre a più di 37 anni, 000 mph (17 km/s) mentre l'aereo sta viaggiando a Mach 0,85 (circa 652 mph), non è cosa da poco. Per garantire che siano nel posto giusto al momento giusto, i ricercatori hanno effettuato osservazioni avanzate di Tritone e della stella con più telescopi per determinare la posizione della loro ombra. Da questi calcoli precisi, I pianificatori di volo di SOFIA hanno progettato un piano di volo che metterà l'osservatorio volante al centro dell'ombra per circa due minuti mentre Tritone si allinea di fronte alla stella.

"SOFIA è l'unico osservatorio in grado di posizionarsi direttamente nella mezzeria dell'ombra evitando eventuali nuvole oscuranti, " disse Ted Dunham, astronomo dell'Osservatorio Lowell in Arizona e scienziato dello strumento per l'High Speed ​​Photometer for Occultations (HIPO). "Con il team SOFIA dedicato e tre strumenti di bordo, possiamo fare le misurazioni precise necessarie per studiare l'atmosfera di Tritone in grande dettaglio."

Sebbene impegnativo, Il team di SOFIA ha già utilizzato questo metodo per effettuare con successo osservazioni dell'atmosfera di Plutone con SOFIA nel 2011 e 2015. Inoltre, ricercatori sul predecessore di SOFIA, l'osservatorio aereo di Kuiper, scoprì gli anelli di Urano mentre studiava un'occultazione di quel pianeta nel 1977.

Le osservazioni a terra e in aria prendono forma

Tritone ha forti maree perché è vicino a Nettuno, molto più vicino di quanto la nostra luna sia alla Terra. Queste potenti maree combinate con i suoi forti venti, cambiare la forma della sua atmosfera. Per misurare la forma complessiva dell'atmosfera di Tritone, i ricercatori stanno anche collaborando con più di 30 telescopi terrestri negli Stati Uniti orientali e in Europa. La maggior parte di questi telescopi non si trova dove cadrà il centro dell'ombra, ma faranno osservazioni simultanee di diverse aree dell'atmosfera di Tritone per avere una visione globale della sua forma. I dati provenienti da tutta la Terra, unito a quello raccolto a bordo di SOFIA, aiuterà i ricercatori a capire come queste forze influenzano l'atmosfera.

"La campagna a terra aumenta i dati visibili e infrarossi di SOFIA, per darci una prospettiva globale dell'atmosfera di Tritone, " Kimberly Ennico Smith, Scienziato del progetto SOFIA presso l'Ames Research Center della NASA nella Silicon Valley in California.

Il centro dell'ombra di Tritone, che si prevede cadrà sugli Stati Uniti orientali, l'oceano Atlantico, ed Europa, è lontano dalla base di SOFIA presso l'Armstrong Flight Research Center della NASA a Palmdale, California. Per questo volo, l'osservatorio volante opererà da una base temporanea a Daytona Beach, Florida, per completare queste osservazioni. Dalla Florida, SOFIA può raggiungere il centro dell'ombra e tornare durante un singolo, volo di osservazione di nove ore.