JWST 和凯克望远镜拍摄的土卫六新图像揭示了一次罕见的观测

行星科学家非常期待使用詹姆斯韦伯太空望远镜的红外视觉来研究土星神秘的卫星土卫六及其大气层。 等待终于结束了,结果是惊人的。 此外,JWST 从其一位地面天文台朋友那里得到了一点帮助,帮助解码新图像中的一些奇怪特征。 事实证明,JWST 刚刚拍摄了土卫六上罕见的事件:云。

在这些新图像中,土卫六顶部附近的白色区域是云,可能由甲烷构成。 这些云层似乎是在土卫六的北部地区形成的,该地区以液态碳氢化合物湖泊而闻名。

2022 年 11 月 4 日,詹姆斯韦伯太空望远镜的 NIRCam 仪器拍摄了土星卫星土卫六的图像。左图:使用 F212N 拍摄的图像,这是一种对土卫六低层大气敏感的 2.12 微米过滤器。 亮点是北半球突出的云层。 右图:使用 NIRCam 滤光片组合的彩色合成图像:蓝色=F140M(1.40 微米),绿色=F150W(1.50 微米),红色=F200W(1.99 微米),亮度=F210M(2.09 微米)。 标记了几个突出的表面特征: Kraken Mare 被认为是甲烷海; Belet 由深色沙丘组成; Adiri 是一个明亮的反照率特征。 图片来源:NASA、ESA、CSA、A. Pagan (STScI)。 科学:Webb Titan GTO 团队。

土卫六富含氮气的大气层像裹尸布一样笼罩着月球,因为它的密度比地球大气层高 50%,可见光无法穿透。 但是天文学家已经想出了巧妙的方法来透视大气层——使用雷达、红外技术和其他技巧(稍后会详细介绍),使他们能够看到土卫六大气层的细节,令人惊讶的是,甚至可以深入地表看到沙丘等特征,以及碳氢化合物河流和湖泊。 虽然天文学家自 1995 年以来就能够探测到土卫六大气层中的云,但根据行星科学家莎拉赫斯特的说法,这种情况很少见,而且土卫六可以多年没有探测到云。


今天删除 Universe 上的所有广告

只需 3 美元即可加入我们的 Patreon!

终生无广告体验

对于 JWST 来说,第一次在 Titan 上看到它们是非常了不起的——也许还有一点运气。

JWST 于 11 月 4 日拍摄了土卫六。 NASA 博客文章详细信息 当数据到达地球时,来自巴黎西泰大学的塞巴斯蒂安罗德里格斯是怎样第一个看到新图像的,罗德里格斯在一封电子邮件中提醒团队的其他成员:

“今天早上(巴黎时间)醒来真是太好了! 我的邮箱里有很多警报! 我直接走到我的电脑前,立即开始下载数据。 一眼看去,简直是非同凡响! 我想我们看到了一片云!” 来自大学天文学研究协会 (AURA) 的 JWST 太阳系 GTO 项目负责人 Heidi Hammel 也有类似的反应:“太棒了! 喜欢看云和明显的反照率标记。 好期待光谱! 恭喜大家!!! 谢谢!”

该团队迅速召集了位于夏威夷莫纳克亚山的凯克望远镜的同事进行后续观测。 在 JWST 之后大约 30 和 54 小时拍摄的一系列凯克图像显示了类似的云——可能是相同的云——但由于月球相对于地球的自转而略有偏移。

“当我们在一两天后与凯克一起观察土卫六时,我们担心云会消失,但令我们高兴的是,云在相同的位置,看起来它们的形状可能发生了变化,”Imke de Pater 说,加州大学伯克利分校研究生院教授, 在新闻稿中。

然而,天文学家警告说,由于云在土卫六或地球上不会持久存在,因此 JWST 在 11 月 4 日看到的云可能与凯克在 11 月 7 日看到的云不同。

JWST 和凯克望远镜拍摄的土卫六新图像揭示了一次罕见的观测 1
11 月 4 日至 6 日期间 Titan 上云层的演变超过 30 小时,正如詹姆斯韦伯太空望远镜(顶部)和凯克望远镜上的近红外相机所见。 从地球和太阳看,土卫六的后半球从左(黎明)向右(傍晚)旋转。 Cloud A 似乎正在旋转进入视野,而 Cloud B 似乎正在消散,或者正在泰坦的肢体后面移动。 土卫六或地球上的云不会持久,因此 11 月 4 日看到的云可能与 11 月 6 日看到的不同。(图片来源:NASA/STScI/Keck Observatory/Judy Schmidt)

土卫六是太阳系中唯一拥有浓密大气层的卫星,也是除地球之外目前唯一拥有河流、湖泊和海洋等地表特征的行星体。 然而,与地球不同的是,土卫六表面的液体由包括甲烷和乙烷在内的碳氢化合物组成,而不是水。

JWST 对土卫六的最新和持续观测,结合地球望远镜的观测,将有助于天文学家了解土卫六上的天气模式。 此外,计划于 2027 年发射的名为 Dragonfly 的即将到来的月球任务也将提供更多见解。 Dragonfly 有一个多旋翼着陆器,将评估 Titan 独特环境的宜居性。

有关天文学家怎样使用这本书中的每一个技巧来透视土卫六厚厚的大气层以及怎样在该卫星上首次看到云层的更多信息,星球博士,Sarah Hörst 在 Twitter 解释一切:

有人想要快速的 Titan 云线程吗?

— 博士/教授莎拉·赫斯特 (@PlanetDr) 2022 年 12 月 1 日

使用 JWST 研究土卫六的科学团队仍在研究他们的数据,因此这些观察工作仍在进行中,该团队强调他们的工作尚未通过同行评审过程。