Перші знімки Марса, зроблені телескопом Джеймса Вебба, розкривають таємниці його атмосфери

Перші зображення та спектри Марса, отримані космічним телескопом імені Джеймса Вебба, були оприлюднені у понеділок, 19 вересня, на Європланетарний науковому конгресі (EPSC) 2022. Знімки та вимірювання були зроблені 5 вересня 2022 року з позиції JWST на відстані близько 1,6 мільйона кілометрів від Марса.

Не пропустіть Подивіться, як вмирає комета на захоплюючому фото, що виграло премію "Астрофотографія року"

Чому знімки Марса з телескопа James Webb такі цінні

Зображення видимого диска Марса – сторони планети, освітленої Сонцем і оберненої до телескопа – були зроблені камерою Вебба в ближньому інфрачервоному діапазоні (NIRCam) і дають змогу планетологам поглянути на близького сусіда Землі під іншим кутом. Ці дані також можуть бути використані у поєднанні зі спостереженнями марсоходів, таких як Perseverance, та апаратів, що перебувають на марсіанській орбіті.

Оскільки Марс розташований відносно близько до нас і є дуже яскравим, це не найпростіший об'єкт для спостереження для телескопа Джеймса Вебба. Все тому, що початково цей інструмент призначений для дослідження неймовірно далеких об'єктів.

Як спостерігали Марс за допомогою JWST

Щоб яскраве інфрачервоне світло Марса не засліплювало прилади JWST, вчені використовували дуже короткі експозиції для спостереження за Червоною планетою. Це означало вимірювання лише частини світла, яке потрапляло на детектори JWST, а потім застосування спеціальних методів для аналізу зібраних даних.

JWST зміг захопити зображення і спектри з просторовою роздільною здатністю, яка необхідна астрономам для вивчення короткочасних явищ, таких як марсіанські погодні умови, пилові бурі і навіть зміни, спричинені порами року на планеті.

Перші знімки Марса, зроблені JWST, показують область у східній півкулі планети у двох різних довжинах хвиль світла.

Знімки Марса за допомогою JWST / Фото NASA

На короткохвильовому зображенні переважає відбите сонячне світло і видно деталі марсіанської поверхні, які нагадують особливості, що спостерігаються у видимому світлі. Серед них – кратер Гюйгенса, ударний кратер шириною близько 450 кілометрів, та темна вулканічна порода на плато Сиртіс Майор.

Аналіз атмосфери планети

Камера NIRCam космічного телескопа JWST зафіксувала світло, яке Марс випромінює в довших хвилях інфрачервоного діапазону, коли він втрачає тепло. Яскравість цього світла пов'язана з температурою Марса і його атмосфери, причому найяскравіша і найтепліша область розташована там, де Сонце перебуває майже над планетою.

Яскравість зменшується в напрямку до полярних районів Марса, на які потрапляє менше сонячного світла, а також у північній півкулі планети, де зараз розпал марсіанської зими.

Однак кількість світла, що потрапляє на JWST, пов'язана не лише з температурою планети. Зображення, отримані телескопом, також можуть дати підказки про хімічний склад марсіанської атмосфери та поверхні.

Як це допоможе вченим

Аналіз спектра світла, що надходить з Марса, за допомогою даних, зібраних космічним телескопом Джеймса Вебба, може допомогти астрономам визначити склад його атмосфери і поверхні.

Проаналізувавши зображення JWST, команда дослідників виявила, що басейн Еллади шириною 1930 кілометрів виглядає темнішим, ніж його околиці, навіть у найспекотніший час марсіанського дня в цьому регіоні.

Потемніння, яке спостерігається на цій добре збереженій ударній структурі, є результатом проходження світла через марсіанську атмосферу і поглинання його вуглекислим газом.

Нові зображення також демонструють здатність космічного телескопа імені Джеймса Вебба вивчати Марс за допомогою методу спектроскопії на основі вимірювань, зроблених інструментом телескопа – спектрографом ближнього інфрачервоного діапазону (NIRSpec).

Читайте на сайті Незвичні ультраміцні алмази виявили після знищення карликової планети

Оскільки хімічні елементи поглинають і випромінюють світло на дуже специфічних довжинах хвиль, планетологи можуть використовувати спектроскопію для вивчення "відбитків", які різні хімічні речовини залишають у світлі, що проходить через атмосферу планети, для визначення її складу.

Перші результати, отримані вченими, показують, що в спектральних особливостях закодована інформація про марсіанський пил, крижані хмари, склад атмосфери та тип гірських порід, що знаходяться на поверхні планети.

Спостереження з JWST повинні дозволити виявити наявність води, вуглекислого газу, чадного газу та інших хімічних сполук.