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伴随着巨大的风暴、强风、极光以及极端的温度和压力,木星发生了很多事情。现在, 韦伯的木星观测将为科学家提供更多关于木星内部生命的线索。
加州大学伯克利分校( University of California, Berkeley )荣誉退休教授、行星天文学家伊姆克·德·佩特( Imke de Pater )说:“说实话,我们真的没到它会表现得这么好。”德佩特和巴黎天文台的教授蒂埃里·富切特( Thierry Fouchet )领导了对木星的观测,这是韦伯早期释放科学计划( Webb ‘s Early Release Science )国际合作的一部分。韦伯本身是一个由 NASA 及其合作伙伴 ESA (欧洲航天局)和 CSA (加拿大航天局)领导的国际任务。她说:“我们可以在一张照片中看到木星及其光环、小卫星甚至星系的细节,这真的很了不起。”
这两张照片来自天文台的近红外线相机( NIRCam ),它有三个专门的红外线滤镜,可以展示这颗行星的细节。由于红外线对人眼是不可见的,所以这种光会被映射到可见光谱上。一般来说,越长的波长表现得更红,越短的波长表现得更蓝。科学家们与民间科学家朱迪·施密特( Judy Schmidt )合作,将韦伯的数据转化为图像。
在这张独立的木星照片中,极光延伸到木星的南北两极以上的高度,这张照片是由韦伯的几张图片合成的。极光在滤镜中发出的光芒被映射为较红的颜色,这也突出了从较低的云层和较高的烟雾反射的光。另一种滤镜用黄色和绿色标示,显示了围绕北极和南极旋转的雾霾。第三个滤镜,映射为蓝色,展示了从较深的主云反射出来的光。
大红斑是木星上著名大到可以吞噬地球,在这些视图中它看起来是白色的,就像其他云一样,因为它们反射了大量的阳光。
“这里的亮度表明高度很高—所以大红斑有高海拔的烟雾,就像赤道地区一样,”韦伯太阳系观测跨学科科学家、 AURA 科学副总裁海蒂·哈默尔说。“大量明亮的白色‘斑点’和‘条纹’很可能是高度很高的冷凝对流风暴的云顶。”相比之下,赤道以北的暗带几乎没有云层覆盖。
![来自木星系统两个滤镜 F212N (橙色)和 F335M (青色)的 Webb NIRCam 的复合图像。](https://sbestimes.net/wp-content/uploads/2022/08/New-Jupiter-3-1.png)
来自木星系统两个滤镜 F212N (橙色)和 F335M (青色)的 Webb NIRCam 的复合图像。
在一个广角视野中,韦伯看到了木星和它的微弱的光环,比行星弱一百万倍,还有两个小卫星,叫做 Amalthea 和 Adrastea 。
Fouchet 说:“这张图片总结了我们的木星系统项目的科学成果,该项目研究木星本身的动力学和化学,它的光环和它的卫星系统。”研究人员已经开始分析韦伯的数据,以获得关于太阳系最大行星的新研究结果。
来自韦伯的数据并没有打包整齐地送到地球。相反,它包含了韦伯探测器上光线亮度的信息,这些信息作为原始数据送到太空望远镜科学研究所( STScI ),韦伯的任务和科学操作中心。 STScI 将数据处理成校准文件,用于科学分析,并将其送交米库尔斯基空间望远镜档案库,用于传播。然后,科学家们在研究过程中将这些信息转化为图像。当 STScI 的一个团队为官方发布正式处理 Webb 图像时,被称为民间科学家的非专业天文学家也经常深入公共数据档案来检索和处理图像。
加州莫德斯托的朱迪·施密特是民间科学界的资深图像处理员,他处理了这些关于木星的新图像。为了拍摄包含这些微型卫星的图像,她与 Ricardo Hueso 合作,他是这些观测的共同研究者,在西班牙巴斯克地区大学研究行星大气。
![民间科学家朱迪·施密特处理 NASA 的天文图像。她作品的一个例子是闵可夫斯基的蝴蝶,右边是蛇夫座方向的行星状星云。](https://sbestimes.net/wp-content/uploads/2022/08/New-Jupiter-4.jpeg)
民间科学家朱迪·施密特处理 NASA 的天文图像。她的一个代表作品是闵可夫斯基的蝴蝶,右边是蛇夫座方向的行星状星云。
施密特没有正规的天文学教育背景。但 10 年前,欧洲航天局的一场比赛激发了她对图像处理的无限热情。“哈勃隐藏的宝藏”( Hubble’s Hidden Treasures )竞赛邀请公众在哈勃数据中发现新的珍宝。在近 3000 张参赛作品中,施密特凭借一张新生恒星的照片获得了第三名。
自从参加欧洲航天局的比赛以来,她一直把研究哈勃和其他望远镜的数据作为业余爱好。她说:“有些东西一直缠着我,我停不下来。我可以每天花好几个小时。”
她对天文学图像的热爱使她处理了星云、球状星团、分子云和更壮观的宇宙物体的图像。她的宗旨是:“我尽量让它看起来自然,即使它不是你肉眼所能看到的任何东西。”这些图像引起了专业科学家的注意,包括哈默尔,他之前曾与施密特合作改进哈勃望远镜拍摄的苏梅克-列维 9 号彗星撞击木星的图像。
施密特说,木星实际上比其他遥远的宇宙奇观更难研究,因为它的自转速度非常快。当木星的独特特征在拍摄图像时发生了旋转,并且不再对齐时,将一叠图像组合成一个视图可能是一项挑战。有时,她必须用数字技术做出调整,以一种合理的方式堆叠图像。
韦伯将提供关于宇宙历史每个阶段的观测,但如果施密特必须选择一件让她感到兴奋的事情,那就是更多韦伯关于恒星形成区域的观点。她特别着迷于在被称为赫比格-哈罗天体的小星云块中产生强大喷流的年轻恒星。她说:“我真的很期待看到这些怪异但美妙的新生恒星在星云里吹出一个洞。”
参考文献:
[1]Webb’s Jupiter Images Showcase Auroras, Hazes – James Webb Space Telescope (nasa.gov)
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