Телескоп им. Джеймса Уэбба 5 сентября получил первые изображения и спектры Марса. Уникальное положение телескопа во второй точке Лагранжа системы Солнце-Земля обеспечивает наблюдения видимого диска Марса. Благодаря этому, телескоп может получать изображения и спектры, необходимые для изучения кратковременных явлений Красной планеты, таких как пылевые бури, погодные и сезонные изменения, а также процессов, происходящих в разное время марсианского дня. 

Поскольку Марс является одним из самых ярких объектов на ночном небе как в видимом, так в инфракрасном свете, это ставит перед космической обсерваторией особые задачи. Инструменты “Уэбба” очень чувствительные и были рассчитаны на обнаружение самых дальних и тусклых галактик – свет от Марса их просто ослепляет, вызывая явление, известное как «насыщение детектора». Поэтому астрономы вручную корректировали яркость, используя очень короткие экспозиции и измеряя только ту часть света, которая попадала на детекторы, а также применяли специальные методы анализа данных.

Первые изображения “Уэбба”, полученные с помощью камеры ближнего инфракрасного диапазона NIRCam, показывают часть восточного полушария Красной планеты на двух разных длинах волн в инфракрасном диапазоне. На первом изображении слева показана эталонная карта поверхности Марса от NASA, полученная с помощью инструмента MOLA (Mars Orbiter Laser Altimeter), на которую были наложены изображения от NIRCam (справа).

На изображении NIRCam с более короткой длиной волны равной 2,1 микрометра (справа сверху) преобладает отраженный солнечный свет и, таким образом, можно разглядеть детали поверхности подобные тем, что  на изображениях в видимом диапазоне. Здесь видны кольца кратера Гюйгенс, темные вулканические породы Большого Сирта и светлая область в равнине Эллады.

На изображении с длиной волны в 4,3 микрометра (справа внизу) показано тепловое излучение – свет, который исходит от планеты по мере того, как она теряет тепло. Яркость напрямую связана с температурой поверхности и атмосферы. Самая яркая область на планете — это место, где Солнце находится почти в зените, поскольку там теплее всего. По направлению к полярным областям, которые получают меньше солнечного света, яркость слабее – оттуда излучается меньше света и тепла. Однако температура не единственный фактор, который влияет на количество света с такой длиной волны. Когда свет от планеты проходит через атмосферу, некоторая его часть поглощается углекислым газом. Лучше всего это явление видно в равнине Эллады, которая из-за такого эффекта кажется темнее окружающей среды.

На самом деле, тепловой эффект имеет мало отношения к Элладе. Это место представляет собой глубокую низину с более высоким атмосферным давлением, что приводит к подавлению теплового излучения на длинах волн в 4,1 — 4,4 микрометра. Этот эффект называется расширением давления. Будет интересно разобрать эти два явления в полученных данных.

Джеронимо Вильянуэва, составитель программы наблюдений Марса

Команда Вильянуэвы также опубликовала первый спектр Марса в ближнем инфракрасном диапазоне, показав возможности “Уэбба” изучать Красную планету с помощью спектроскопии. Спектральный анализ даст учёным дополнительную информацию о поверхности и атмосфере планеты.

Спектр был получен с помощью объединения всех шести режимов спектрографа NIRSpec. Предварительный анализ данных показывает богатый набор спектральных характеристик пыли, ледяных облаков, атмосферы и пород на поверхности планеты. Сейчас учёные анализируют данные наблюдений для дальнейшей публикации. В будущем команда планирует использовать спектры и изображения для изучения разных регионов Марса и их отличий, а также поиска газовых примесей в атмосфере, таких как метан и хлороводород.

Источник