Tritón orbita a Neptuno, el octavo planeta desde el sol, a unos 2.700 millones de millas de la Tierra, en la fría franja exterior de la principal zona planetaria del Sistema Solar. Las temperaturas de la superficie rondan el cero absoluto, tan bajo que los compuestos comunes que conocemos como gases en la Tierra se congelan en hielo. Atmósfera de Tritón, que es 70, 000 veces menos denso que el de la Tierra, está compuesto de nitrógeno, metano y monóxido de carbono.

Estas condiciones extremas han llevado a un descubrimiento extraordinario en Triton. Un equipo internacional de científicos utilizó el Telescopio Gemini Sur de 8 metros en Chile para identificar un tipo muy específico de firma de luz infrarroja que se produce cuando las moléculas de monóxido de carbono y nitrógeno se unen y vibran al unísono. Individualmente, Los hielos de monóxido de carbono y nitrógeno absorben cada uno sus propias longitudes de onda distintas de luz infrarroja, pero la vibración en tándem de una mezcla de hielo absorbe en un adicional, distinta longitud de onda identificada en este estudio.

El descubrimiento, publicado recientemente en el Diario astronómico , ofrece información sobre cómo esta mezcla volátil puede transportar material a través de la superficie de la luna a través de géiseres, desencadenar cambios atmosféricos estacionales y proporcionar un contexto para las condiciones en otros distantes, mundos helados.

"Si bien la huella digital espectral helada que descubrimos era completamente razonable, especialmente porque esta combinación de hielos se puede crear en el laboratorio, señalar esta longitud de onda específica de luz infrarroja en otro mundo no tiene precedentes, "dijo el profesor de NAU Stephen Tegler, quien dirigió el estudio, colaborando con Will Grundy y Jennifer Hanley del Observatorio Lowell. Otros coautores de NAU son Terry Stufflebeam, Shyanne Dustrud, Gerrick Lindberg, Anna Engle, Thomas Dillingham, Daniel Matthew y David Trilling.

En la atmósfera de la Tierra, Las moléculas de monóxido de carbono y nitrógeno existen como gases, avisos de helados. De hecho, El nitrógeno molecular es el gas dominante en el aire que respiramos. y el monóxido de carbono es un contaminante poco común que puede ser letal. En el lejano Tritón, sin embargo, el monóxido de carbono y el nitrógeno se congelan sólidos en forma de hielo. Pueden formar sus propios hielos independientes o condensarse juntos en la mezcla helada detectada en los datos de Géminis. Esta mezcla helada podría estar involucrada en los géiseres icónicos de Triton vistos por primera vez en las imágenes de la nave espacial Voyager 2 como oscuros, rayas arrastradas por el viento en la superficie de lo distante, luna helada.

Mirando hacia el futuro, los investigadores esperan que estos hallazgos arrojen luz sobre la composición de los hielos en otros mundos distantes más allá de Neptuno. Los astrónomos han sospechado que la mezcla de monóxido de carbono y hielo de nitrógeno existe no solo en Triton, pero también en Plutón, donde la nave espacial New Horizons encontró que los dos hielos coexistían. Este hallazgo de Géminis es la primera evidencia espectroscópica directa de que estos hielos se mezclan y absorben este tipo de luz en ambos mundos.

Tegler estudia los hielos relevantes para las superficies de los Objetos del Cinturón de Kuiper en el Laboratorio de Hielo Astrofísico usando transmisión y espectroscopía Raman. El laboratorio es una colaboración entre el Observatorio Lowell y el Departamento de Física y Astronomía de NAU, que facilita los estudios de los materiales criogénicos del sistema solar exterior, como los hielos de metano y nitrógeno que dominan las superficies de Plutón, Tritón, Eris y Makemake, y los líquidos etano-metano-nitrógeno que fluyen a través de la superficie de Titán.

El laboratorio consta de dos estaciones experimentales, uno para la deposición de vapor de películas delgadas de hielo, y uno para muestras más masivas de líquidos criogénicos y helados de hasta 2 cm de espesor. Los instrumentos utilizados para analizar materiales criogénicos incluyen espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier, espectroscopía de masas y espectroscopía de fotoelectrones de rayos X.