韦伯太空望远镜揭示木星大气层新特征 - "完全出乎我们的意料"

韦伯太空望远镜揭示木星大气层新特征-"完全出乎我们的意料"木星赤道附近的狭窄喷流，风速为每小时320英里。这张木星图像来自美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜的近红外相机（NIRCam），以红外光显示了这颗宏伟行星的惊人细节。在这张图片中，亮度表示高度。无数明亮的白色"斑点"和"条纹"很可能是高空对流风暴凝结的云顶。极光在本图中显示为红色，延伸至地球南北两极的高空。相比之下，赤道以北的深色带状区域几乎没有云层覆盖。资料来源：NASA、ESA、CSA、STScI、RicardoHueso（UPV）、ImkedePater（加州大学伯克利分校）、ThierryFouchet（巴黎天文台）、LeighFletcher（莱斯特大学）、MichaelH.Wong（加州大学伯克利分校）、JosephDePasquale（STScI）虽然喷射流不像木星的其他一些特征那样直观或令人惊叹，但它让研究人员对木星大气层各层之间如何相互作用有了令人难以置信的了解，以及韦伯望远镜在未来将如何帮助这些研究。研究人员利用美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜的近红外相机（NIRCam）发现了木星赤道上空的高速喷流，位于主要云层之上。在木星云层上方约12-21英里（20-35公里）的2.12微米波长处，研究人员发现了几处风切变，即风速随高度或距离变化的区域，这使他们能够跟踪喷流。这张图片突出显示了木星赤道周围的几个特征，在木星自转一圈（10小时）之间，这些特征非常明显地受到喷流运动的干扰。资料来源：NASA、ESA、CSA、STScI、RicardoHueso（UPV）、ImkedePater（加州大学伯克利分校）、ThierryFouchet（巴黎天文台）、LeighFletcher（莱斯特大学）、MichaelH.Wong（加州大学伯克利分校）、JosephDePasquale（STScI）韦伯太空望远镜发现木星大气层的新特征美国宇航局的詹姆斯-韦伯太空望远镜在木星大气层中发现了一个前所未见的新特征。这股高速喷流宽达3,000多英里（4,800公里），位于木星赤道上空的主云层之上。这一喷流的发现让人们了解到木星著名的动荡大气层各层之间是如何相互作用的，以及韦伯望远镜是如何独一无二地跟踪这些特征的。西班牙毕尔巴鄂巴斯克大学的里卡多-胡索（RicardoHueso）是描述这一发现的论文的第一作者。"我们一直认为木星大气层中的雾气是模糊的，现在看来是清晰的特征，我们可以随着木星的快速旋转进行追踪。"韦伯独特的成像能力研究小组分析了韦伯的近红外相机（NIRCam）在2022年7月拍摄的数据。由加州大学伯克利分校的ImkedePater和巴黎天文台的ThierryFouchet共同领导的"早期发布科学计划"旨在用四种不同的滤光片拍摄木星的图像，每种滤光片都能探测到木星大气层不同高度的微小特征变化，拍摄时间间隔为10小时，即一个木星日。木星的大气层是分层的，这幅插图展示了韦伯望远镜是如何独一无二地从比以前更高的大气层收集信息的。科学家们能够利用韦伯望远镜确定木星大气层不同层的风速，从而分离出高速喷流。对木星的观测是在三个不同的滤光片下进行的，相隔10个小时，也就是一个木星日，每个滤光片都能探测到木星大气层不同高度的细小特征变化。资料来源：NASA、ESA、CSA、STScI、RicardoHueso（UPV）、ImkedePater（加州大学伯克利分校）、ThierryFouchet（巴黎天文台）、LeighFletcher（莱斯特大学）、MichaelH.Wong（加州大学伯克利分校）、AndiJames（STScI）德-帕特指出："尽管各种地面望远镜、美国宇航局的朱诺号和卡西尼号等航天器以及美国宇航局的哈勃太空望远镜已经观测到了木星系统不断变化的天气模式，但韦伯望远镜已经提供了有关木星环、卫星及其大气层的新发现。"对比鲜明的大气层虽然木星在很多方面都与地球不同--木星是一颗气态巨行星，而地球则是一个温带岩石世界--但两颗行星的大气层都是分层的。这些其他任务观测到的红外线、可见光、无线电和紫外线波长探测到了木星大气层的较低层和较深层--巨大的风暴和氨冰云就在那里。另一方面，韦伯望远镜的近红外波段比以前更远，它对大气的高空层很敏感，大约在木星云顶上方15-30英里（25-50公里）处。在近红外成像中，高空云雾通常显得模糊不清，赤道区域的亮度增强。通过韦伯望远镜，在明亮的朦胧波段内可以分辨出更精细的细节。这幅关于木星大气层中闪电、对流塔（雷头）、深水云和空地的插图是根据朱诺号太空船、哈勃太空望远镜和双子座天文台收集的数据绘制的。朱诺探测闪电放电产生的无线电信号。由于无线电波可以穿过木星的所有云层，朱诺号能够探测到云层深处的闪电以及木星日面的闪电。哈勃能探测到木星大气层中云层反射的阳光。不同波长的阳光可以穿透云层的不同深度，从而使研究人员能够确定云顶的相对高度。双子座号绘制了冷云的厚度图，这些冷云阻挡了来自云层下方较暖大气层的热红外光。厚厚的云层在红外地图上看起来很暗，而晴朗的云层则看起来很亮。综合观测结果可绘制三维云层结构图，并推断大气环流的细节。在潮湿空气上升（上升流和活跃对流）的地方会形成厚厚的高耸云层。较干燥的空气下沉（下沉）时，就会形成晴空。图中的云层比地球相对较浅大气层中的类似对流塔高五倍。图示区域的水平跨度是美国大陆的三分之一。资料来源：NASA、ESA、M.H.Wong（加州大学伯克利分校）、A.James和M.W.Carruthers（STScI）新发现的喷流时速约为320英里（515公里），是地球上5级飓风持续风速的两倍。它位于木星下平流层云层上方约25英里（40公里）处（见上图）。通过比较韦伯观测到的高空风和哈勃观测到的深层风，研究小组可以测量出风随高度变化的速度和产生风切变的速度。虽然韦伯望远镜精湛的分辨率和波长覆盖范围使其能够探测到用于跟踪喷流的小型云层特征，但在韦伯望远镜观测一天后，哈勃望远镜进行的补充观测对于确定木星赤道大气层的基本状态以及观测木星赤道上与喷流无关的对流风暴的发展情况也至关重要。加州大学伯克利分校的迈克尔-王（MichaelWong）补充说："我们知道韦伯和哈勃的不同波长将揭示风暴云的三维结构，但我们也能够利用数据的时间性来观察风暴发展的速度，"他领导了相关的哈勃观测。未来的观测和影响研究人员期待用韦伯望远镜对木星进行更多的观测，以确定喷流的速度和高度是否会随着时间的推移而发生变化。研究小组成员、英国莱斯特大学的利-弗莱彻（LeighFletcher）解释说："木星赤道平流层的风和温度模式复杂，但可重复。如果这种新喷流的强度与平流层的振荡模式有关，我们可能会预计喷流在未来2到4年内会有很大变化--在未来几年检验这一理论将非常令人兴奋。"弗莱彻继续说："让我感到惊奇的是，在众多天文台对木星的云层和风进行了多年跟踪之后，我们仍然有更多关于木星的知识需要了解，而像这种喷流这样的特征在2022年拍摄这些新的NIRCam图像之前一直都是隐藏的。"研究人员的研究成果最近发表在《自然-天文学》上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1391227.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1391227.htm

木星大气层的惊人发现：韦伯望远镜揭示了3000英里宽的强烈喷流

木星大气层的惊人发现：韦伯望远镜揭示了3000英里宽的强烈喷流美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜（背景）对木星进行的近红外观测发现，在赤道上方的一个狭窄区域，出现了以前未曾发现的类似于地球喷流的高空风（红色箭头）。根据NASA哈勃太空望远镜的测量，这些风的流动速度几乎是20英里以下可见云层（蓝色箭头）风速的两倍。资料来源：M.H.Wong，加州大学伯克利分校；R.Hueso，巴斯克大学；NASA；ESA；CSA；STScI；I.dePater，加州大学伯克利分校；T.Fouchet，巴黎天文台；L.Fletcher，莱斯特大学。美国国家航空航天局的詹姆斯-韦伯太空望远镜在木星大气层中发现了一股快速移动的喷流，其速度是其下方可见云层的两倍，所产生的风切变远远超过了地球上看到的任何东西。这股高速喷流以每小时320英里（约合515公里）的速度飞行，宽度超过3000英里（约合4800公里），位于木星赤道上空，比光学照片上熟悉的主云层高出15到30英里（约合25到50公里）。这张木星图片来自美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜的NIRCam（近红外相机），以红外光显示了这颗宏伟行星的惊人细节。在这张图片中，亮度表示高度。无数明亮的白色"斑点"和"条纹"很可能是高空对流风暴凝结的云顶。极光在本图中显示为红色，延伸至地球南北两极的高空。相比之下，赤道以北的暗色带状区域几乎没有云层覆盖。在韦伯2022年7月拍摄的木星图像中，研究人员最近发现了一条狭窄的喷射流，时速320英里（515公里），位于木星赤道上方的主要云层之上。资料来源：NASA、ESA、CSA、STScI、RicardoHueso（UPV）、ImkedePater（加州大学伯克利分校）、ThierryFouchet（巴黎天文台）、LeighFletcher（莱斯特大学）、MichaelH.Wong（加州大学伯克利分校）、JosephDePasquale（STScI）与哈勃观测数据的比较根据NASA哈勃太空望远镜的观测结果，可见云层中的风速约为180英里/小时（250公里/小时）。最近发表在《自然-天文学》（NatureAstronomy）杂志上的一篇描述这一发现的论文的主要作者里卡多-胡索（RicardoHueso）说，这意味着在这些可见云层之上每增加一公里，风速就会增加7到10公里/小时。西班牙毕尔巴鄂巴斯克大学的胡索说："这完全出乎我们的意料。在木星大气层中，我们一直看到的是模糊的朦胧，而现在我们看到的是清晰的特征，我们可以追踪到木星的快速旋转，其移动速度远远超过在木星赤道云层中发现的典型速度。"研究人员利用美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜的近红外相机（NIRCam）发现了木星赤道上空的高速喷流，位于主云层之上。在木星云层上方约12-21英里（20-35公里）高空的2.12微米波长处，研究人员发现了几处风切变，即风速随高度或距离变化的区域，这使他们能够追踪喷流。这张图片突出显示了木星赤道周围的几个特征，在木星自转一圈（10小时）之间，这些特征非常明显地受到喷流运动的干扰。资料来源：NASA、ESA、CSA、STScI、RicardoHueso（UPV）、ImkedePater（加州大学伯克利分校）、ThierryFouchet（巴黎天文台）、LeighFletcher（莱斯特大学）、MichaelH.Wong（加州大学伯克利分校）、JosephDePasquale（STScI）这一喷射流的发现让人们深入了解了木星著名的湍流大气层各层之间是如何相互作用的，以及韦伯望远镜（Webb）是如何独一无二地跟踪这些特征的。韦伯望远镜的先进成像技术木星的新图像是由韦伯望远镜的近红外相机（NIRCam）于2022年7月拍摄的，是早期释放科学（ERS）计划的一部分。对木星系统的ERS观测由加州大学伯克利分校天文学名誉教授ImkedePater和巴黎天文台的ThierryFouchet共同领导。根据可见光波长（白色轮廓）和研究中使用的不同滤光片（彩色线条）的观测结果重建的木星大气中的带状风的整体结构。背景图片是JWST对上层朦胧敏感的图像的颜色组合。右图是赤道区域上方中央狭窄喷流的特写。图片来源：NASA/ESA/CSA和木星早期发布科学团队dePater说："尽管各种地面望远镜、NASA的朱诺号和卡西尼号等航天器以及NASA的哈勃太空望远镜已经观测到了木星系统不断变化的天气模式，但韦伯望远镜已经提供了关于木星环、卫星及其大气层的新发现。"NIRCam用四种不同的滤光片获得了相隔10个小时（一个木星日）的木星图像，每种滤光片都能探测到木星大气层不同高度的微小特征变化。风速是通过跟踪云层等小特征的运动计算出来的，云层很可能是氨冰与木星大气中典型的光化学烟雾颗粒混合在一起。"我们知道韦伯和哈勃的不同波长将揭示风暴云的三维结构，但我们也能够利用数据的时间性来观察风暴发展的速度，"加州大学伯克利分校的合著者、木星系统ERS计划的共同研究员迈克尔-王（MichaelWong）说。木星的大气层是分层的，这幅插图展示了韦伯望远镜是如何独一无二地从比以前更高的高度层收集信息的。科学家们能够利用韦伯望远镜确定木星大气层不同层的风速，从而分离出高速喷流。对木星的观测是在三个不同的滤光片中进行的，相隔10个小时，即一个木星日，每个滤光片都能探测到木星大气层不同高度的微小特征变化。资料来源：NASA、ESA、CSA、STScI、RicardoHueso（UPV）、ImkedePater（加州大学伯克利分校）、ThierryFouchet（巴黎天文台）、LeighFletcher（莱斯特大学）、MichaelH.Wong（加州大学伯克利分校）、AndiJames（STScI）洞察平流层现象高速喷射流可能是几十年来在木星、土星和地球上观测到的一种复杂现象的深层对应物：在这些行星大气层的高空平流层出现的有规律的温度和风的振荡。在木星上，这些赤道热振荡位于可见云层上方30至150公里处，周期为4至6年。研究小组成员、英国莱斯特大学的利-弗莱彻（LeighFletcher）说："木星的赤道平流层有一种复杂但可重复的风和温度模式，高出在这些波长下测量到的云层和雾霾中的风。如果这种新喷流的强度与平流层的振荡模式有关，我们可能会预计喷流在未来两到四年内会有很大变化。在未来几年里检验这一理论将是非常令人兴奋的。"韦伯望远镜和哈勃太空望远镜测量到的风速细节（单位：米/秒）。图片来源：M.H.Wong，加州大学伯克利分校；R.Hueso，巴斯克大学；NASA；ESA；CSA；STScI；I.dePater，加州大学伯克利分校；T.Fouchet，巴黎天文台；L.Fletcher，莱斯特大学了解木星的带状喷流Hueso指出，喷流是木星和土星大气层的主要特征之一。这些喷流与纬度完全一致，因此被称为带状喷流。这些带状排列是行星快速自转的结果（木星和土星的自转周期都约为10小时），这导致了科里奥利力和纬度压力梯度之间的平衡。在木星和土星上，喷流在时间上大多是稳定的，在数年或数十年的时间里只观察到云层的微小变化。Wong说："对我来说，令人兴奋的是，在JWST之前，没有人想到会有这种狭窄的高速喷流。我们知道土星上有这样一个狭窄的喷流，因此在木星上发现类似的特征可以对这两颗巨行星进行新的比较研究，即使木星喷流的形成机制有所不同。"长期以来，包括dePater和Wong在内的天文学家利用地面和天基望远镜对木星进行了微波、红外、可见光和紫外线波长的观测，以研究木星大气层的低层和深层，那里存在着巨大的风暴和氨冰云。韦伯望远镜的近红外波段比以前更远，对木星云顶上方约15到30英里（25到50公里）的高空大气层非常敏感。因此，虽然在早期的近红外图像中，这些高空雾霾通常看起来很模糊，但随着赤道区域亮度的增强，韦伯望远镜可以分辨出明亮雾霾带中更精细的细节。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1402061.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1402061.htm

外媒分享詹姆斯韦伯太空望远镜捕捉到的特殊木星影像

外媒分享詹姆斯韦伯太空望远镜捕捉到的特殊木星影像据外媒9月6日报道，如今，每当人们看到宇宙中某个事物的图像时，都会先由敬畏再到陶醉，最后发出疑问：这实际上是那个东西的样子吗？大多数时候，科学家们会在他们的空间图像中添加艺术元素。这不仅仅是为了美观，而是因为在强调原始行星视觉或描绘人类瞳孔无法察觉的宇宙光时，一点点着色会大有帮助。左图为木星的非彩色版本。右图颜色已被增强以展示木星的氛围。对于我们这些太空观察者来说，这意味着无论詹姆斯韦伯太空望远镜多么“努力”，结果却都不能说服我们所看到的图像其实是略添加艺术成分的。比如，船底座星云并不是融化的太妃糖，金星也并不是我们看到的芥末黄色的球体。但是现在，却发现了一个正相反的案例。2022年7月5日，美国宇航局朱诺号第43次近距离飞越这颗巨行星，为我们提供了这张木星图像。当地时间本周二，美国宇航局的朱诺号宇宙飞船拍摄到了接近现实中的木星表面图像。如果我们能像欣赏月亮一样凝视木星表面，这大概就是木星表面的样子。确实是太阳系之王。美国宇航局在一份声明中说，它具有更高的色彩饱和度和对比度，可以锐化小尺度的木星特征，这种操作对于减少肖像中的噪点或其他伪影很重要。朱诺号宇宙飞船最近所拍摄到的木星北极地区的巨大风暴影像“这清楚地揭示了木星大气中一些最有趣的方面，”美国宇航局表示，“包括不同化学成分导致的颜色变化、木星旋涡的三维性质，以及小而明亮的‘弹出’云它在大气层的较高部分形成。”毋庸置疑，这个图像版本的木星大理石皮肤无疑更具视觉冲击力。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1312929.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1312929.htm

NASA韦伯望远镜首次探测到系外行星大气中的二氧化碳

NASA韦伯望远镜首次探测到系外行星大气中的二氧化碳在过去的几十年里，美国宇航局（NASA）的太空望远镜发现了成千上万颗位于太阳系之外的新行星。但是天文学家们不得不等待下一代先进的天文台来仔细观察这些系外行星，看看它们是否可能孕育着生命的组成部分。该航天局期待已久的詹姆斯·韦伯太空望远镜就是这样一个下一代望远镜。而就在其正式的科学运作的几个月里，它已经取得了新成果：首次探测到了系外行星大气层中的二氧化碳的明确证据。约翰斯·霍普金斯大学研究生、研究小组成员ZafarRustamkulov在一份声明中说：“当数据出现在我的屏幕上时，巨大的二氧化碳特征吸引了我。这是一个特殊的时刻，跨越了系外行星科学的一个重要门槛。”这一发现于周四在《自然》杂志上发表了一篇论文。韦伯的近红外光谱仪分析了穿过巨型气体行星WASP-39b大气层的星光，这是一个巨大的温暖模糊的世界。这颗行星的质量约为木星的四分之一，但直径是木星的1.3倍。分析显示，韦伯望远镜明确地检测到了二氧化碳，众所周知，二氧化碳与地球上的生命有关。虽然在WASP39b上似乎不太可能存在我们所知道的生命，那里的温度始终在1600华氏度（871摄氏度）左右，但科学家们对韦伯的能力展示感到兴奋。研究小组负责人、加州大学圣克鲁兹分校的NatalieBatalha说：“在WASP-39上探测到如此清晰的二氧化碳信号，预示着在较小的、地球大小的行星上探测大气层是个好兆头。”当然，这样的行星更像地球，因此科学家们认为其更有可能成为可以找到支持生命的条件的地方。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1308811.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1308811.htm

詹姆斯·韦伯太空望远镜位于何处？为什么要在那里？

詹姆斯·韦伯太空望远镜位于何处？为什么要在那里？詹姆斯-韦伯太空望远镜目前位于天文学家所说的第二拉格朗日点或L2。从这里，韦伯可以安全地围绕太阳运行，保护储存在里面的敏感设备。确保詹姆斯-韦伯位于远离太阳的地方是很重要的，因为该望远镜使用红外光来观察我们的宇宙。韦伯需要尽可能地避开大而明亮的物体，以观察来自遥远恒星的微弱信号。因此，将韦伯放在L2的轨道上，使天文学家能够在距离我们的星球150万公里的地方安全地围绕太阳旋转时大致操作望远镜。这使它能够与地球保持一致，并免受太阳的强光和强热的影响。位于L2的詹姆斯-韦伯望远镜这种强烈的热量对保护韦伯异常重要，因为机载硬件需要零下225摄氏度（零下370华氏度）的工作温度。太空望远镜上的遮阳板有助于保护更敏感的部件不受高温影响，使其能够在詹姆斯-韦伯的位置上沿着轨道安全运行。离我们的星球如此之远的唯一缺点是，如果韦伯需要维护或保养，人类很难抵达现场，因此，指望这个较新的太空望远镜像它的前辈--哈勃望远镜一样持久工作的机会是相当渺茫的。值得庆幸的是，韦伯已经为我们提供了大量的数据，完全改变了我们看待宇宙的方式。由于其独特的能力，天文学家们正在了解早期宇宙的许多情况。而那些想实时了解韦伯位置的人，可以通过美国宇航局的网站进行了解：https://webb.nasa.gov/content/webbLaunch/whereIsWebb.html...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1351819.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1351819.htm

詹姆斯-韦伯望远镜发现了早期宇宙演化的来源

詹姆斯-韦伯望远镜发现了早期宇宙演化的来源我们今天知道和看到的星系并不总是我们现在看到的样子。一些现在已经死亡的星系曾经充满了生命力，其中的恒星明亮而闪耀。此外，天文学家说，宇宙中的气体是非常不同的。它更加不透明，使得有活力的星光更难穿透。如果我们在这一时期回顾宇宙，很可能，我们就不能像现在这样清楚地看到事物。但是很明显，在过去的几十亿年里，有些东西已经发生了变化。现在，当我们将Webb指向宇宙时，我们可以看穿星星和星系。那么，发生了什么？根据詹姆斯-韦伯收集的新数据，早期宇宙演变为我们今天所知的样子，是由那些早期星系中生长的恒星的热量所驱动的。韦伯图片显示天文学家如何发现更多关于早期宇宙的演变：NASA,ESA,CSA,SimonLilly(ETHZürich),DaichiKashino(NagoyaUniversity),JorrytMatthee(ETHZürich),ChristinaEilers(MIT),RobSimcoe(MIT),RongmonBordoloi(NCSU),RuariMackenzie(ETHZürich);图像处理：AlyssaPagan(STSCI)RuariMacken根据瑞士苏黎世联邦理工学院的西蒙-利利领导的团队的新研究，这个重离子化时期是一个戏剧性变化的时期。来自成长中的明亮恒星的热量通过电离帮助改变了它们周围的气体，创造了我们今天所知的更清晰的气体。研究人员长期以来一直在寻找对这一时期的解释，这一时期的星系变得更容易被观察到。根据从韦伯收集到的新数据，随着恒星加热它们周围的气体，早期宇宙发生了演变，电离期的结束给我们的宇宙带来了一些深刻的变化，因为气体变得不再不透明，更容易被看穿。美国宇航局在一份新的研究报告中解释说，这个时期应该发生在130多亿年前。为了做出这一发现，研究人员将注意力集中在一个类星体上，该类星体是目前已知的早期宇宙中质量最大的黑洞所在。据估计，该黑洞的重量是太阳质量的100亿倍。虽然这个黑洞有它自己的神秘之处，但它似乎帮助天文学家更好地掌握了早期宇宙的演变过程。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1366009.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1366009.htm