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地球自拍照片红色的是什么(地球上红色区域是什么意思啊)

2023-02-24 09:34:25电影资讯0

火星是强大的:第一个韦伯太空望远镜拍摄红色星球的图像

图片来源:美国宇航局、欧空局、中空局、航天科技大学、火星日本气象局/全球飞行器团队

韦伯的第一张火星图像,于2022年9月5日由其NIRCam仪器捕获[保证时间观测计划1415]。左图:从NASA和火星轨道飞行器激光高度计(MOLA)观测到的火星半球参考图。右上:NIRCam图像显示2.1微米(F212滤光片)反射的阳光,揭示了陨石坑和尘埃层等表面特征。右下:同步NIRCam图像显示〜4.3微米(F430M滤光片)发射的光,揭示了纬度和一天中时间的温差,以及由大气效应引起的海拉斯盆地变暗。明亮的黄色区域正好处于探测器的饱和极限。

9月5日,美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜捕获了火星的第一批图像和光谱。强大的望远镜以其对我们邻近星球的红外灵敏度提供了独特的视角,补充了轨道飞行器,漫游车和其他望远镜收集的数据。韦伯是与欧空局(欧洲航天局)和CSA(加拿大航天局)的国际合作。

韦伯独特的观测站距离地球近一百万英里,位于太阳 - 地球拉格朗日点2(L2)。它提供了火星可观测盘(面向望远镜的阳光照射面的部分)的视图。因此,Webb能够以研究短期现象(如沙尘暴,天气模式,季节性变化)所需的光谱分辨率捕获图像和光谱,并在一次观测中捕获在火星日的不同时间(白天,日落和夜间)发生的过程。

由于它离地球如此之近,红色星球是夜空中最亮的物体之一,无论是可见光(人眼可以看到的)还是韦伯设计用来探测的红外光。这对天文台构成了特殊的挑战,因为它是为探测宇宙中最遥远星系的极微弱光而建造的。事实上,韦伯的仪器非常灵敏,如果没有特殊的观测技术,来自火星的明亮红外光就会致盲,导致一种被称为“探测器饱和”的现象。天文学家通过仅使用一些照射到探测器的光,使用非常短的曝光并应用特殊的数据分析技术来调整火星的极端亮度。

火星是强大的:第一个韦伯太空望远镜拍摄红色星球的图像

韦伯在第二个太阳-地球拉格朗日点(L2)附近绕太阳运行,该点距离地球约150万公里(100万英里),距离地球地球的远端,韦伯并不精确地位于L2处,而是在L2周围以光环轨道运动。在这个轨道上,韦伯可以与太阳、地球和月球的强光保持安全距离,同时保持其相对于地球的位置。学分: 中科院

韦伯的第一张火星图像[页面上的顶部图像]由近红外热像仪(NIRCam)捕获,显示了地球东半球的一个区域,波长不同,或红外光的颜色。这张图片显示了来自美国宇航局和火星轨道飞行器激光高度计(MOLA)的表面参考图,两个韦伯NIRCam仪器的视野重叠。来自韦伯的近红外图像如右图所示。

NIRCam较短波长(2.1微米)图像[右上]以反射的阳光为主,因此揭示了类似于可见光图像[左]中明显的表面细节。惠更斯陨石坑的环、大锡尔蒂斯的黑暗火山岩以及海拉斯盆地的变亮都在这个图像中很明显。

NIRCam较长波长(4.3微米)图像[右下角]显示了热发射 - 地球在失去热量时发出的光。4.3微米光的亮度与表面和大气的温度有关。地球上最亮的区域是太阳几乎在头顶的地方,因为它通常是最热的。亮度向极地区域降低,极地区域接收的阳光较少,并且从较冷的北半球发出的光较少,北半球在每年的这个时候正在经历冬季。

火星是强大的:第一个韦伯太空望远镜拍摄红色星球的图像

詹姆斯·韦伯太空望远镜。图片来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心

然而,温度并不是影响使用这种滤光片到达韦伯的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(CO2)分子吸收。海拉斯盆地是火星上保存最完好的撞击结构,跨越超过1,200英里(2,000公里)-由于这种影响,它似乎比周围环境更暗。

“这实际上不是海拉斯的热效应,”首席研究员,美国宇航局戈达德太空飞行中心的杰罗尼莫维拉纽瓦解释说,他设计了这些韦伯观测。“海拉斯盆地海拔较低,因此气压较高。由于称为压力展宽的效果,较高的压力导致抑制该特定波长范围(4.1-4.4微米)的热发射。在这些数据中梳理这些相互竞争的影响将非常有趣。

维拉纽瓦和他的团队还发布了韦伯的第一个火星近红外光谱,展示了韦伯用光谱学研究这颗红色星球的能力。

火星是强大的:第一个韦伯太空望远镜拍摄红色星球的图像

韦伯的第一个近红外光谱,于2022年9月5日被近红外光谱仪(NIRSpec)捕获,作为保证时间观测计划1415的一部分,超过3个狭缝光栅(G140H,G235H,G395H)。光谱主要由波长小于3微米的反射阳光和较长波长的热发射主导。初步分析显示,光谱下降出现在特定波长处,其中光被火星大气中的分子吸收,特别是二氧化碳,一氧化碳和水。其他细节揭示了有关尘埃,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,可以推导出大气中给定分子的丰度。图片来源:美国宇航局、欧空局、中空局、航天科技大学、火星日本气象局/全球飞行器团队

虽然图像显示了在特定日期和时间从一个地方到另一个地点的大量波长上集成的亮度差异,但光谱显示了代表整个星球的数百个不同波长之间的亮度的细微变化。天文学家将分析光谱的特征,以收集有关行星表面和大气层的其他信息。

该红外光谱是通过结合韦伯近红外光谱仪(NIRSpec)的所有六种高分辨率光谱模式的测量结果获得的。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,行星表面上的岩石类型以及大气成分的信息。水,二氧化碳和一氧化碳的光谱特征 - 包括称为吸收特征的深谷 - 很容易用Webb检测到。研究人员一直在分析这些观测的光谱数据,并正在准备一篇论文,他们将提交给科学期刊进行同行评审和发表。

未来,火星团队将利用这些成像和光谱数据来探索整个地球的区域差异,并寻找大气中的痕量气体,包括甲烷和氯化氢。

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