韦伯太空望远镜带来前所未有的观察木星卫星的视角

韦伯太空望远镜带来前所未有的观察木星卫星的视角詹姆斯-韦伯太空望远镜（JWST）凭借其灵敏的红外摄像机和高分辨率光谱仪，揭示了木星伽利略卫星的新秘密，尤其是最大的卫星木卫三和火山最活跃的木卫一。在两份不同的出版物中，参与JWST早期释放科学计划的天文学家们报告说，他们首次在木卫三上探测到了过氧化氢，在木卫二上探测到了硫磺烟雾，这都是木星影响的结果。加州大学伯克利分校天文学和地球与行星科学名誉教授伊姆克-德-帕特（ImkedePater）说："这表明，我们可以用詹姆斯-韦伯太空望远镜对太阳系天体进行令人难以置信的科学研究，即使天体真的非常明亮，比如木星，但当你观察木星旁边非常暗淡的东西时也是如此。"德-帕特和巴黎天文台的蒂埃里-富歇（ThierryFouchet）是"早期发布科学"太阳系观测团队的联合首席研究员，该团队是13个获得早期使用该望远镜机会的团队之一。通过JWST测量得出的木卫三光谱图显示了两极周围过氧化氢分子的光吸收特征。圆圈勾勒出月球的表面。资料来源：SamanthaTrumbo，康奈尔大学康奈尔大学51Pegasib博士后研究员萨曼莎-特伦博（SamanthaTrumbo）领导了对木卫三的研究，研究报告于7月21日发表在《科学进展》（ScienceAdvances）杂志上。利用JWST上的近红外光谱仪（NIRSpec）捕捉到的测量数据，研究小组探测到了月球南北两极周围的过氧化氢（H2O2）对光的吸收，这是木星和木卫三周围的带电粒子撞击覆盖在月球上的冰层的结果。特鲁姆博说："JWST揭示了木卫三两极存在过氧化氢，这首次表明沿着木卫三磁场漏斗状分布的带电粒子正在优先改变木卫三极冠的表面化学成分。"天文学家们认为，过氧化物是由带电粒子撞击两极周围的冰冻水冰并将水分子分解成碎片而产生的--这一过程被称为辐射分解--然后水分子重新结合形成H2O2。他们怀疑辐射分解主要发生在木卫三的两极，因为木卫三与太阳系中的其他卫星不同，它有一个磁场，可以将带电粒子引向两极。木卫三（左）和木卫一（右）的特写照片，前者由美国宇航局的朱诺号太空船于2021年拍摄，后者由美国宇航局的伽利略号太空船于1997年拍摄。资料来源：NASA/JPL/USGS她补充说："就像地球磁场将带电粒子从太阳引向最高纬度，从而导致极光一样，木卫二的磁场对来自木星磁层的带电粒子也起着同样的作用。这些粒子不仅会在木卫三产生极光，还会对冰表面产生影响。"特伦博和加州理工学院行星天文学教授迈克尔-布朗（特伦博最近在该校获得了博士学位）早些时候研究了木卫二上的过氧化氢，木卫二是木星四颗伽利略卫星中的另一颗。然而，在木卫二的大部分表面都能检测到过氧化氢，部分原因可能是木卫二没有磁场来保护表面不受木星周围快速移动的粒子的影响。特伦博说："这可能是一个非常重要和广泛的过程。对木卫三的这些观测为了解这种水的辐射分解可能如何推动整个外太阳系冰体的化学反应提供了一个关键窗口，包括邻近的木卫二和卡利斯托（第四颗伽利略卫星）"。德-帕特说："这有助于真正理解这种所谓的辐射分解是如何起作用的，而且它确实如人们根据地球上的实验室实验所预期的那样起作用。"JWST对木卫一的红外图像显示了卡内赫基利波动（KanehekiliFluctus）（中）和洛基帕特拉（LokiPatera）（右）的热火山喷发。圆圈勾勒出月球表面。资料来源：ImkedePater，加州大学伯克利分校在第二篇已被美国地球物理联盟刊物《JGR：行星》接受发表的论文中，dePater和她的同事们报告了新的Webb对木卫一的观测结果，其中显示了几次正在进行的喷发，包括一个名为LokiPatera的火山群的增亮，以及KanehekiliFluctus的异常明亮的喷发。由于木卫一是太阳系中唯一一颗火山活跃的卫星--木星的引力推力和拉力使其升温--类似的研究为行星科学家提供了一个与研究地球火山不同的视角。韦伯将在8月份用近红外望远镜再次观测木卫二。即将进行的观测和之前于2022年11月15日进行的观测都是在木卫一处于木星阴影中时进行的，因此木星反射的光不会遮盖木卫一发出的光。德-帕特还指出，洛基帕泰拉火山的变亮与观测到的火山喷发期一致，平均每500个地球日就会变亮一次，持续时间为几个月。她之所以这样判断，是因为她在2022年8月和9月用凯克望远镜观测月球时，月球并不明亮，而另一位天文学家在2022年4月至7月观测月球时，月球也不明亮。只有JWST捕捉到了这一事件。她说："韦伯望远镜的观测结果表明，实际上喷发已经开始，它比我们在9月份看到的要亮得多。"虽然德帕特主要关注的是木卫三系统--它的星环、小卫星以及较大的卫星木卫三和木卫四--但她和由大约80名天文学家组成的早期科学团队的其他成员也在利用JWST研究土星、天王星和海王星的行星系统。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1376783.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1376783.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

詹姆斯-韦伯太空望远镜揭示土星旋转的季节变化

詹姆斯-韦伯太空望远镜揭示土星旋转的季节变化2022年11月JWSTMIRI/MRS对土星观测的蒙太奇，需要四块瓦片来研究土星的北半球和星环。MIRI主要对温度敏感；土星的颜色是蓝色（11.6微米，感知平流层温度）、绿色（10.1微米，探测对流层上部温度）和红色（10.3微米，感知对流层下部温度）的组合，使用的是MIRI的MRS频道2。光环使用了不同的滤光片组合：MRS频道3的蓝色（13.5µm）、绿色（14.6µm）和红色（15.5µm）滤光片，可提供稍宽的视场。背景中显示的是2022年9月获取的哈勃可见光观测数据，以作对比。图片来源：NASA、ESA和AmySimon（NASA-GSFC）；图像处理：AlyssaPagan(STScI))在土星北极开始退入极地冬季的黑暗之前，新的观测结果还让我们最后一次看到了土星的北极，那里有巨大的充满碳氢化合物气体的温暖漩涡。这张星际天气报告要归功于莱斯特大学领导的研究小组从JWST上分析的新图像，该图像发表在JGR:Planets上。这些图像让我们对这颗以冰环闻名的巨大外行星的四季变化有了新的认识。与地球一样，土星也有轴向倾斜，并以同样的方式经历季节。不过，土星绕太阳一周需要30年，因此四季持续的时间为7.5个地球年。两个世界的北半球夏季现在都即将结束。地球将于9月迎来北半球秋分，而土星将于2025年迎来北半球秋分，这意味着两颗行星的北极都将迎来漫长的极地冬季。工具和发现莱斯特研究小组利用JWST上的中红外仪器（MIRI）对土星的大气层进行红外光研究，这使他们能够测量从汹涌的云顶到大气层中被称为平流层的高空区域的温度、气体丰度和云层。MIRI仪器将红外光分成不同的波长，这样科学家们就能看到行星大气层中各种化学物质的指纹。在这幅由MIRI观测到的几个波长组合而成的图像中，来自北极的明亮热辐射以蓝色格外显眼。在北极可以看到温暖的1500公里宽的北极气旋（NPC），这是卡西尼飞行任务首次观测到的。它被一个更广阔的温暖气体区域所包围，该区域被称为北极地平流层漩涡（NPSV），形成于土星春季，并持续了整个北部夏季。在土星漫长的夏季，这些温暖的漩涡在平流层的高处被太阳的热量加热。随着2025年秋分的临近，北极平流层漩涡将开始降温，并随着北半球退入黑暗的秋季而消失。JWSTMIRI/MRS于2022年11月对土星的观测动画，展示了土星在不同波长下的外观变化。黄色代表土星大气中明亮温暖的部分，而紫色区域则较冷较暗。明亮的北极漩涡在感应平流层的波长下清晰可见，而土星的带状外观在感应对流层的波长下更加明显。由于衍射的原因，波长越长，图像的空间分辨率越低。背景中显示的是2022年9月获取的哈勃可见光观测数据，以作对比。资料来源：NASA、ESA和AmySimon（NASA-GSFC）；图像处理：AlyssaPagan（STScI）对比观测和启示通过对中红外光谱建模，科学家们注意到土星季节周期中这一特殊时刻的平流层温度和气体分布与卡西尼飞行任务在北部冬季和春季观测到的分布截然不同。土星有一个大尺度的平流层环流模式，冬季北部中纬度地区气温较高，乙烷和乙炔等碳氢化合物过多，这意味着富含碳氢化合物的空气从高空下沉。人们认为空气在夏季中纬度南部上升，穿过赤道，然后下沉到冬季中纬度北部。2022年11月拍摄的近红外中分辨率光谱仪结果显示，这种平流层环流现在已经逆转，在北纬10度至40度之间的北部出现了较低的平流层温度和较低的碳氢化合物丰度，这表明夏季贫碳氢化合物空气上涌，然后流向南方。莱斯特大学物理和天文学院的LeighFletcher教授说："来自JWST的新数据的质量简直令人叹为观止--在短短的一组观测中，我们就能够将卡西尼任务的遗产延续到一个全新的土星季节，观察天气模式和大气环流如何对不断变化的阳光做出反应。""JWST能够观测到以往任何航天器都无法观测到的波长，产生的精美数据集让人对未来几年的工作充满期待。对土星的观测只是对所有四颗巨行星观测计划的第一步，JWST提供的能力超越了我们过去所拥有的一切--如果我们能从对一个世界的单次观测中获得如此多的新发现，想象一下还有什么发现在等待着我们？"土星被选为JWST的早期目标，以测试其能力。莱斯特物理与天文学院博士后研究员奥利弗-金博士解释说："因为土星又大又亮，还在旋转，并在天空中移动，这就给近红外成像仪的小视场带来了挑战--近红外成像仪在任何时候都只能看到土星的一小块区域，而且与JWST的常规目标相比，土星太亮了，我们有可能使探测器饱和。观测分为三块，从赤道到北极，然后到星环进行最后一块观测。""在此之前，还没有任何航天器曾出现在土星北部夏末秋初的探索现场，因此我们希望这只是一个起点，希望JWST能够在未来十年里延续卡西尼号的传奇。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1393027.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1393027.htm

詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的环状星云照片欧空局

詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的环状星云照片欧空局（ESA）近日发布官方博文，展示了由詹姆斯・韦伯太空望远镜拍摄的环状星云（RingNebula）照片。该环形星云距离地球大约2000光年，是位于北半球天琴座的一个行星状星云，非常明亮，在极佳的观测条件下，通常只需使用简单的双筒望远镜即可从地球上辨别出来。这种天体是红巨星在成为白矮星之前的演化过程中的最后阶段，将气体壳驱逐到周围并电离所形成的天体。欧空局表示环形星云内部大约有2万个富含氢分子的致密小球。来源，频道：@kejiqu群组：@kejiquchat投稿：@kejiqubot