Comet Hale-Bopp (C/1995 O1) was observed at wavelengths from 2.4 to 195 micrometers with the Infrared Space Observatory when the comet was about 2.9 astronomical units (AU) from the sun. The main observed volatiles that sublimated from the nucleus ices were water, carbon monoxide, and carbon dioxide in a ratio (by number) of 10:6:2. These species are also the main observed constituents of ices in dense interstellar molecular clouds; this observation strengthens the links between cometary and interstellar material. Several broad emission features observed in the 7- to 45-micrometer region suggest the presence of silicates, particularly magnesium-rich crystalline olivine. These features are similar to those observed in the dust envelopes of Vega-type stars.

We have analyzed data recorded by the Composite Infrared Spectrometer (CIRS) aboard the Cassini spacecraft during the Titan flybys T0–T10 (July 2004–January 2006). The spectra characterize various regions on Titan from 70° S to 70° N with a variety of emission angles. We study the molecular signatures observed in the mid-infrared CIRS detector arrays (FP3 and FP4, covering roughly the 600–1500 cm−1 spectral range with apodized resolutions of 2.54 or 0.53 cm−1). The composite spectrum shows several molecular signatures: hydrocarbons, nitriles and CO2. A firm detection of benzene (C6H6) is provided by CIRS at levels of about 3.5×10−9 around 70° N. We have used temperature profiles retrieved from the inversion of the emission observed in the methane ν4 band at 1304 cm−1 and a line-by-line radiative transfer code to infer the abundances of the trace constituents and some of their isotopes in Titan's stratosphere. No longitudinal variations were found for these gases. Little or no change is observed generally in their abundances from the south to the equator. On the other hand, meridional variations retrieved for these trace constituents from the equator to the North ranged from almost zero (no or very little meridional variations) for C2H2, C2H6, C3H8, C2H4 and CO2 to a significant enhancement at high northern (early winter) latitudes for HCN, HC3N, C4H2, C3H4 and C6H6. For the more important increases in the northern latitudes, the transition occurs roughly between 30 and 50 degrees north latitude, depending on the molecule. Note however that the very high-northern latitude results from tours TB–T10 bear large uncertainties due to few available data and problems with latitude smearing effects. The observed variations are consistent with some, but not all, of the predictions from dynamical-photochemical models. Constraints are set on the vertical distribution of C2H2, found to be compatible with 2-D equatorial predictions by global circulation models. The D/H ratio in the methane on Titan has been determined from the CH3D band at 1156 cm−1 and found to be 1.17−0.28+0.23×10−4. Implications of this deuterium enrichment, with respect to the protosolar abundance on the origin of Titan, are discussed. We compare our results with values retrieved by Voyager IRIS observations taken in 1980, as well as with more recent (1997) disk-averaged Infrared Space Observatory (ISO) results and with the latest Cassini–Huygens inferences from other instruments in an attempt to better comprehend the physical phenomena on Titan.

Temperatures obtained from early Cassini infrared observations of Titan show a stratopause at an altitude of 310 kilometers (and 186 kelvin at 15 degrees S). Stratospheric temperatures are coldest in the winter northern hemisphere, with zonal winds reaching 160 meters per second. The concentrations of several stratospheric organic compounds are enhanced at mid- and high northern latitudes, and the strong zonal winds may inhibit mixing between these latitudes and the rest of Titan. Above the south pole, temperatures in the stratosphere are 4 to 5 kelvin cooler than at the equator. The stratospheric mole fractions of methane and carbon monoxide are (1.6 +/- 0.5) x 10(-2) and (4.5 +/- 1.5) x 10(-5), respectively.

Heat transport and ice sublimation in comets are interrelated processes reflecting properties acquired at the time of formation and during subsequent evolution. The Microwave Instrument on the Rosetta Orbiter (MIRO) acquired maps of the subsurface temperature of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko, at 1.6 mm and 0.5 mm wavelengths, and spectra of water vapor. The total H2O production rate varied from 0.3 kg s(-1) in early June 2014 to 1.2 kg s(-1) in late August and showed periodic variations related to nucleus rotation and shape. Water outgassing was localized to the "neck" region of the comet. Subsurface temperatures showed seasonal and diurnal variations, which indicated that the submillimeter radiation originated at depths comparable to the diurnal thermal skin depth. A low thermal inertia (~10 to 50 J K(-1) m(-2) s(-0.5)), consistent with a thermally insulating powdered surface, is inferred.

Between 2001 and 2023, we obtained high spectral resolution mid-infrared observations of Io using the TEXES instrument at NASA's Infrared Telescope Facility. These observations were centered at 529.8 cm-1 (18.88 μm) and include several SO2 absorption lines. By modeling the shapes and strengths of these absorption lines, we are able to determine how Io's SO2 atmospheric density varies over the 22-year time period, covering nearly two Jovian years. Previous analysis has shown that the density of Io's atmosphere on the anti-Jovian hemisphere exhibits clear seasonal temporal variability, which can be modeled as the sum of a seasonally-varying frost sublimation component and a constant component, assumed to be volcanic. The new data show that the seasonal pattern repeats during the second Jovian year, confirming the importance of sublimation support. The considerable longitudinal variability in Io's atmospheric density found in previous work is also stable over the second Jovian year with the SO2 column density on the Jupiter-facing hemisphere being 5–8 times lower than the anti-Jovian hemisphere. For the first time, we detect seasonal variability on the Jupiter-facing hemisphere as well. This can also be modeled as a combination of sublimation and a small constant source. The lower atmospheric density on the Jupiter-facing hemisphere can plausibly be explained by the daily Jupiter eclipses, which decrease the surface temperature and therefore reduce the sublimation-driven component of the atmosphere, combined with a lower level of volcanic activity directly emitting SO2 into the atmosphere.

Abstract Titan’s atmospheric composition and dynamical state have previously been studied over numerous epochs by both ground- and space-based facilities. However, stratospheric measurements remain sparse during Titan’s northern summer and fall. The lack of seasonal symmetry in observations of Titan’s temperature field and chemical abundances raises questions about the nature of the middle atmosphere’s meridional circulation and evolution over Titan’s 29 yr seasonal cycle that can only be answered through long-term monitoring campaigns. Here, we present maps of Titan’s stratospheric temperature, acetonitrile (or methyl cyanide; CH 3 CN) abundance, and monodeuterated methane (CH 3 D) abundance following Titan’s northern summer solstice obtained with Band 9 (∼0.43 mm) Atacama Large Millimeter/submillimeter Array observations. We find that increasing temperatures toward high southern latitudes, currently in winter, resemble those observed during Titan’s northern winter by the Cassini mission. Acetonitrile abundances have changed significantly since previous (sub)millimeter observations, and we find that the species is now highly concentrated at high southern latitudes. The stratospheric CH 3 D content is found to range between 4 and 8 ppm in these observations, and we infer the CH 4 abundance to vary between ∼0.9% and 1.6% through conversion with previously measured D/H values. A global value of CH 4 = 1.15% was retrieved, lending further evidence to the temporal and spatial variability of Titan’s stratospheric methane when compared with previous measurements. Additional observations are required to determine the cause and magnitude of stratospheric enhancements in methane during these poorly understood seasons on Titan.

Abstract Jupiter's South Polar Region (SPR) was observed by James Webb Space Telescope/Mid‐Infrared Instrument in December 2022. We used the Medium Resolution Spectrometer mode to provide new information about Jupiter's South Polar stratosphere. The southern auroral region was visible and influenced the atmosphere in several ways: (a) In the interior of the southern auroral oval, we retrieved peak temperatures at two distinct pressure levels near 0.01 and 1 mbar, with warmer temperatures with respect to non‐auroral regions of 12 ± 2 K and 37 ± 4 K respectively. A cold polar vortex is centered at 65°S at 10 mbar. (b) We found that the homopause is elevated to km above the 1‐bar pressure level inside the auroral oval compared to km at neighboring latitudes and with an upper altitude of 350 km in regions not affected by auroral precipitation. (c) The retrieved abundance of C 2 H 2 shows an increase within the auroral oval, and it exhibits high abundances throughout the polar region. The retrieved abundance of C 2 H 6 increases toward the pole, without being localized in the auroral oval, in contrast with previous analysis (Sinclair et al., 2018, https://doi.org/10.1016/j.icarus.2017.09.016 ). We determined that the warming at 0.01 mbar and the elevated homopause might be caused by the flux of charged particles depositing their energy in the SPR. The 1‐mbar hotspot may arise from adiabatic heating resulting from auroral‐driven downwelling. The cold region at 10 mbar may be caused by radiative cooling by stratospheric aerosols. The differences in spatial distribution seem to indicate that the hydrocarbons analyzed are affected differently by auroral precipitation.