Published 2010 | Version v1
Journal article

First results of Herschel/PACS observations of Neptune

Others:
Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique (LESIA) ; Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris ; Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Max Planck Institute for Solar System Research (MPS) ; Max-Planck-Gesellschaft
Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU) ; Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux [Pessac] (LAB) ; Université de Bordeaux (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire d'astrodynamique, d'astrophysique et d'aéronomie de bordeaux (L3AB) ; Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1
Jet Propulsion Laboratory (JPL) ; NASA-California Institute of Technology (CALTECH)
Space Research Centre of Polish Academy of Sciences (CBK) ; Polska Akademia Nauk = Polish Academy of Sciences (PAN)
Polska Akademia Nauk = Polish Academy of Sciences (PAN)
California Institute of Technology (CALTECH)
Center for Mathematics and Physics ; University of Aizu
Laboratoire Optimisation de la Conception et Ingénierie de l'Environnement (LOCIE) ; Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centro de Investigaciones Biológicas (CSIC) ; Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC)
Observatoire de Paris - Site de Paris (OP) ; Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris ; Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Instituut voor Sterrenkunde [Leuven] ; Catholic University of Leuven - Katholieke Universiteit Leuven (KU Leuven)
Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA) ; École normale supérieure - Paris (ENS-PSL) ; Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris ; Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP) ; Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Departamento de Biologia Celular, Facultad de Biologia ; Universidad Complutense de Madrid = Complutense University of Madrid [Madrid] (UCM)
European Southern Observatory (ESO)
Centre Alexis Vautrin (CAV)
Laboratoire de Cosmologie, Astrophysique Stellaire & Solaire, de Planétologie et de Mécanique des Fluides (CASSIOPEE) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Description

We report on the initial analysis of a Herschel/PACS full range spectrum of Neptune, covering the 51-220 micrometer range with a mean resolving power of ~ 3000, and complemented by a dedicated observation of CH4 at 120 micrometers. Numerous spectral features due to HD (R(0) and R(1)), H2O, CH4, and CO are present, but so far no new species have been found. Our results indicate that (i) Neptune's mean thermal profile is warmer by ~ 3 K than inferred from the Voyager radio-occultation; (ii) the D/H mixing ratio is (4.5+/-1) X 10**-5, confirming the enrichment of Neptune in deuterium over the protosolar value (~ 2.1 X 10**-5); (iii) the CH4 mixing ratio in the mid stratosphere is (1.5+/-0.2) X 10**-3, and CH4 appears to decrease in the lower stratosphere at a rate consistent with local saturation, in agreement with the scenario of CH4 stratospheric injection from Neptune's warm south polar region; (iv) the H2O stratospheric column is (2.1+/-0.5) X 10**14 cm-2 but its vertical distribution is still to be determined, so the H2O external flux remains uncertain by over an order of magnitude; and (v) the CO stratospheric abundance is about twice the tropospheric value, confirming the dual origin of CO suspected from ground-based millimeter/submillimeter observations.

Abstract

International audience

Additional details

Created:
December 3, 2022
Modified:
December 1, 2023