韦伯刚刚拍摄了火星照片，无论是可见光还是光谱数据信息量都太大
文章图片
【韦伯刚刚拍摄了火星照片，无论是可见光还是光谱数据信息量都太大】
9月5日 ， 美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜首次拍摄到了火星的图像 ， 收集了各种光谱数据 ， 信息量实在太大 。 毫无疑问 ， 强大的望远镜以其对邻近行星的红外灵敏度提供了独特的视角 ， 补充了轨道飞行器、漫游者和其他望远镜收集的数据 。
韦伯在地球第二拉格朗日点进行观测 ， 这不是一个具体的点 ， 而是一个轨道区域 ， 这个区域距离地球近一百万英里 。 在这个有利位置观察 ， Webb能够以所需的光谱分辨率捕获图像和光谱 ， 以研究火星沙尘暴、天气模式、季节变化等短期现象 ， 以及在单个观测中 ， 在火星一天的不同时间（白天、日落和夜间）发生的气候现象的全过程 。
因为火星离地球如此近 ， 无论是可见光（人眼可以看到）还是韦伯设计用来探测的红外线 ， 它都是夜空中最亮最明显的物体之一 。 这给韦伯带来了特殊的挑战 ， 因为它是为了探测宇宙中最遥远星系的微弱光线而建造的 。 事实上 ， 韦伯的仪器非常灵敏 ， 如果没有特殊的观测技术 ， 火星发出的明亮红外光会使人目眩 ， 造成一种称为“探测器饱和”的现象 。 天文学家通过只测量撞击探测器的部分光线 ， 使用非常短的曝光时间 ， 并应用特殊的数据分析技术 ， 来调整火星的极端亮度 。
韦伯的第一张火星照片由近红外相机（NIRCam）拍摄 ， 显示了火星东半球的一个区域 ， 有两种不同的波长 ， 也就是红外光的颜色 。 这张图片显示了NASA的表面参考地图和左侧的火星轨道器激光高度计（MOLA） ， 两个WebbNIRCam仪器的视野重叠 ， 来自Webb的近红外图像如右图所示 。
NIRCam较短波长（2.1微米）的图像（右上角）主要是反射阳光 ， 因此显示出与可见光图像相似的表面细节（左上角） 。 这张照片中 ， 惠更斯陨石坑的环、锡尔蒂斯火山的深色火山岩以及希拉斯盆地的光亮都很明显 。
NIRCam长波（4.3微米）图像（右下）显示了热发射——行星在散热时发出的光 。 4.3微米光的亮度与表面和大气的温度有关 ， 与此同时韦伯观察到火星极地地区的亮度下降 ， 因为极地地区接收的阳光较少 ， 而寒冷的北半球发出的光线也较少 ， 这个时候火星极地正处于冬季 。
不过温度并不是影响使用此滤光片到达Webb的4.3微米光量的唯一因素 ， 当行星发出的光穿过火星大气层时 ， 一些被二氧化碳分子吸收 。 Hellas盆地是火星上保存完好的最大撞击结构 ， 横跨1200英里（2000公里） ， 由于这种影响 ， 它看起来比周围环境更暗 。 “这实际上不是Hellas的热效应 。 ”NASA戈达德太空飞行中心的首席科学家解释道：“Hellas盆地海拔较低 ， 因此空气压力较高 。 由于一种称为压力增宽的效应 ， 较高的压力会抑制该特定波长范围（4.1-4.4微米）的热发射 。 ”
科学家们还发布了韦伯的第一个火星近红外光谱 ， 证明了韦伯利用光谱学研究这颗红色星球的能力 。 作为保证时间观测计划的一部分 ， 韦伯于2022年9月5日通过近红外光谱仪（NIRSpec）在3个狭缝光栅（G140H、G235H、G395H）上拍摄到了火星的第一个近红外光谱 ， 光谱主要是波长小于3微米的反射阳光和波长较长的热发射 。
初步分析表明 ， 光谱下降出现在特定波长中 ， 光会被火星大气中的分子吸收 ， 特别是二氧化碳、一氧化碳和水 。 其他详细信息显示了有关灰尘、云和表面特征的信息 。 通过构建光谱的最佳拟合模型 ， 例如使用行星光谱发生器 ， 可以导出大气中给定分子的丰度 。
虽然这些图像显示了在特定的日期和时间 ， 地球上不同位置的大量波长上的亮度差异 ， 但光谱显示了代表整个星球的数百种不同波长之间亮度的细微变化 。 天文学家将分析光谱的特征 ， 以收集有关行星表面和大气的额外信息 。
该红外光谱是通过结合韦伯近红外光谱仪（NIRSpec）所有六套高分辨率光谱模式的测量而获得的 。 对光谱的初步分析显示了一组丰富的光谱特征 ， 其中包含有关尘埃、冰云、行星表面的岩石类型以及大气成分的信息 。
Webb很容易检测到水、二氧化碳和一氧化碳的光谱特征 ， 包括被称为吸收特征的深谷性光谱线 。 美国宇航局一直在分析这些观测的光谱数据 ， 并正在准备一篇论文 ， 他们将提交给一份科学期刊 ， 供同行审查和发表 。 未来 ， 全球科学家们都可以利用这些成像和光谱数据来探索地球上的区域差异 ， 并在大气中寻找痕量气体 ， 包括甲烷和氯化氢 。
推荐阅读
- 支持2.5K拍摄，还能360°旋转，仅200多！小兴看看2.5K摄像头测评
- 刚刚发布，拉萨市9月19日疫情最新消息通报
- 哈勃望远镜拍摄到有史以来最漂亮的螺旋星系
- 高分辨率的近距离UFO照片，墨西哥一居民拍摄到了一个金属圆盘
- 打破物理定律？韦伯太空望远镜发现两颗异常星系
- 案例回顾：女护士与网友约会，换职业装遭对方拍摄，酿成一场悲剧
- 韦伯望远镜看到极古老星系 挑战宇宙起源学说
- 墨西哥电视台播放“风暴中的UFO”引轰动，拍摄者：不害怕很震撼
- 创世纪号拍摄到神秘一幕，月球身旁出现一颗神秘白色圆球！
- 韦伯太空望远镜新拍摄了狼蛛星云，无数恒星亮光清晰可见