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詹姆斯·韦伯太空望远镜以新的视角观测火星

作者:cnBeta

据CNET报道,人们对火星的标准看法是,它是一个微红的岩石行星,就像这张哈勃图像中的样子。然而,詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)是用红外线来观察宇宙的。它对火星的首次观测表明它将能够以令人兴奋的新方式研究这颗红色星球。

詹姆斯·韦伯太空望远镜以新的视角观测火星

JWST是为了凝视宇宙深处而建造的,它使用红外线来穿透尘埃,看到其他望远镜所看不到的天体。但它对了解我们的行星“邻居”也很有用。9月5日,韦伯望远镜对火星进行观测,用其近红外相机(又称NIRCam)收集数据。

韦伯能够看到火星面向望远镜的那一面,称为可观测盘。“因此,韦伯可以捕捉到具有必要光谱分辨率的图像和光谱,以研究短期现象,如沙尘暴、天气模式、季节性变化,以及在一次观测中研究火星一天中不同时间(白天、日落和夜间)发生的过程,”美国宇航局(NASA)在周一的一份声明中说。

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NASA发布了一张图片,显示了韦伯在两种不同波长的红外光中可以看到的情况。它使韦伯的多功能性深入人心,并显示了较短和较长的红外波长如何产生不同的数据集。下面是韦伯的红外成像工作的速成课程。

左边的火星棕色视图是一张参考图。追踪到右边的是韦伯看到的情况。上面的图像是一个较短波长(2.1微米)的视图,显示了火星的一大块区域,包括惠更斯环形山、赫拉斯盆地和大瑟提斯高原的表面特征,这个区域在可见光图像中显示为一个黑点。

韦伯的下部图像就像一张"热图"。这是韦伯使用较长波长(4.3微米)观测时出现的情况。最亮的部分是太阳在头顶的地方,使该地区变暖。NASA说:“亮度向极地地区减少,那里接受的阳光较少,从较冷的北半球发出的光也较少,那里在每年的这个时候正在经历冬天。”

仔细看那张黄紫色的观察图,你会看到NASA指出的赫拉斯盆地,它看起来比周围的区域更暗。那么那里发生了什么?这是火星的大气层在起作用。二氧化碳分子在到达韦伯之前吸收了一些红外光,使这个巨大的撞击结构--直径达1200英里(2000公里)--呈现出较暗的色调。

主要研究人员Geronimo Villanueva解释说:“赫拉斯盆地的海拔较低,因此经历了较高的空气压力。这种较高的压力导致在这个特定的波长范围(4.1-4.4微米)的热发射受到抑制,这是由于一种叫做压力变宽的效应。”

在所有这些NIRCam红外线的好处之外,韦伯还使用其近红外光谱仪(NIRSpec)仪器来收集关于该行星大气层中的水、二氧化碳和一氧化碳的数据。NASA表示:“对光谱的初步分析显示了一组丰富的光谱特征,包含了关于灰尘、冰云、行星表面有什么样的岩石以及大气层组成的信息。”

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韦伯由NASA、欧洲航天局和加拿大航天局共同管理。NASA强调,该望远镜的火星数据是为了突出正在进行的科学。科学家们仍在分析NIRSpec的信息,以了解更多关于这颗红色星球的表面和大气。这些结果将被写进一份研究报告,并提交给同行评审。

火星对韦伯来说是一个具有挑战性的观测,因为这颗行星离得很近,以至于它有可能用明亮的红外光“致盲”望远镜。JWST团队通过使用短时间的曝光和特殊的数据分析技术,成功地完成了这项工作。

这些早期结果表明韦伯不仅仅是一个长距离的望远镜。它有望帮助科学家建立一个更完整的邻近火星的图像。

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