Джеймс Уэбб углубляется в температуру и атмосферу Марса

Хотя космический телескоп Джеймса Уэбба был построен в первую очередь для наблюдения за самыми ранними и самыми далекими галактиками, его также можно использовать для множества других научных наблюдений, в том числе для наблюдения за целями прямо здесь, в нашей собственной Солнечной системе . Уэбб проведет серьезное исследование Юпитера и уже сделал снимки Нептуна . Теперь Уэбб использовался , чтобы получить захватывающий взгляд на нашего планетарного соседа Марса.

На самом деле Уэббу довольно сложно изучать Марс, потому что он находится так близко и поэтому очень яркий как в части спектра видимого света, так и в инфракрасном диапазоне длин волн, на которых Уэбб наблюдает. Яркость может перенасытить детекторы, предназначенные для улавливания очень слабых источников света. Но камера Уэбба NIRCam смогла запечатлеть марсианскую поверхность, сделав два изображения на разных длинах волн, как показано ниже.

Первые изображения Марса, полученные Уэббом с помощью прибора NIRCam.
Первые изображения Марса Уэббом, сделанные его инструментом NIRCam 5 сентября 2022 года [Программа гарантированного времени наблюдения 1415]. Слева: эталонная карта наблюдаемого полушария Марса от НАСА и лазерного альтиметра Mars Orbiter (MOLA). Вверху справа: изображение NIRCam, показывающее 2,1-микронный (фильтр F212) отраженный солнечный свет, на котором видны особенности поверхности, такие как кратеры и слои пыли. Внизу справа: одновременное изображение NIRCam, показывающее излучаемый свет размером ~ 4,3 микрона (фильтр F430M), который показывает разницу температур в зависимости от широты и времени суток, а также затемнение бассейна Эллады, вызванное атмосферными эффектами. Ярко-желтая область находится как раз на пределе насыщения детектора. НАСА, ЕКА, CSA, STScI, команда Mars JWST/GTO

Изображение с более короткой длиной волны, показанное вверху, похоже на изображение в видимом свете и показывает такие особенности, как кратеры и бассейны. Изображение с большей длиной волны, показанное ниже, показывает, как планета излучает тепло. Самое яркое пятно находится там, где солнце находится прямо над головой, а более прохладные области расположены ближе к полюсам. Бассейн Эллады также кажется более темным, хотя это не из-за температурных эффектов, а скорее из-за влияния высоты и атмосферного давления.

Уэбб также смог захватить Марс с помощью своих спектрометрических инструментов. Они могут разделить свет на разные длины волн, чтобы увидеть состав объекта — в данном случае, глядя на состав марсианской атмосферы в целом. Имеются четкие указания на наличие двуокиси углерода, воды и угарного газа, и что впечатляет, так это то, насколько хорошо эти данные соответствуют модели того, что мы уже знаем об атмосфере Марса. Это показывает, насколько эффективны инструменты Уэбба для такого рода спектрометрических работ — и насколько эффективным может быть Уэбб при изучении атмосфер экзопланет .

Первый спектр Марса в ближнем инфракрасном диапазоне, полученный Уэббом с помощью спектрографа ближнего инфракрасного диапазона.
Первый спектр Марса в ближнем инфракрасном диапазоне, полученный Уэббом, полученный спектрографом ближнего инфракрасного диапазона (NIRSpec) 5 сентября 2022 года в рамках Программы гарантированного времени наблюдения 1415 на трех щелевых решетках (G140H, G235H, G395H). В спектре преобладают отраженный солнечный свет с длинами волн короче 3 микрон и тепловое излучение с более длинными волнами. Предварительный анализ показывает, что спектральные провалы появляются на определенных длинах волн, когда свет поглощается молекулами в атмосфере Марса, в частности двуокисью углерода, окисью углерода и водой. Другие детали раскрывают информацию о пыли, облаках и особенностях поверхности. Построив наиболее подходящую модель спектра, например планетарного генератора спектра, можно определить содержание заданных молекул в атмосфере. НАСА, ЕКА, CSA, STScI, команда Mars JWST/GTO

Исследование, использующее эти данные Уэбба, все еще находится в стадии разработки и еще не было опубликовано или рецензировано, поэтому его не следует считать окончательным. Но это показывает, насколько универсальным может быть инструмент Уэбба, поскольку дополнительные данные Уэбба о Марсе еще впереди.