前所未見的木星奇觀!韋伯太空望遠鏡拍下長年肆虐的風暴、絢麗極光與小衛星

2022-08-24 00:10
美國航太總署(NASA)8月22日公布韋伯望遠鏡捕捉到的最新木星圖像。(NASA)
美國航太總署(NASA)8月22日公布韋伯望遠鏡捕捉到的最新木星圖像。(NASA)

木星,在這顆被絢麗雲層覆蓋的巨大氣體行星上,由於長期有劇烈風暴、強風、極光以及特別溫度和壓力條件,每天都會發生極端的天氣與景象。世界上最新、最大的太空望遠鏡詹姆斯韋伯在7月時捕捉到了這顆行星前所未有的奇觀。

兩張最新木星圖像22日已經公開,可以見到彩虹般美麗的北極光、南極光,旋動的極地煙霞,還有木星最著名的特徵「大紅斑」(Great Red Spot,木星上存在300多年的反氣旋風暴),在周圍無數小風暴當中顯得格外耀眼。另一張廣角照片清楚顯示微弱的木星環,以及在黑暗宇宙背景下兩顆閃閃發亮的小衛星──木衛五(Amalthea,阿馬爾塞)、木衛十五(Adrastea,阿德剌斯忒亞)。

美國航太總署(NASA)科學家對此感到雀躍,盼韋伯望遠鏡(James Webb Space Telescope)的木星觀測將提供更多關於木星內部的線索。

根據NASA聲明,領導木星觀測的柏克萊加州大學(University of California, Berkeley)的行星天文學家德佩特(Imke de Pater)表示韋伯望遠鏡的表現出奇得好。「老實說,我們真的沒想到(望遠鏡的光學成像)會如此優秀,」她說,「我們居然能在一張圖像中看到木星、木星環、微小的衛星甚至星系的其他細節,這真的很了不起。」

美國航太總署(NASA)8月22日公布韋伯望遠鏡捕捉到的最新木星圖像。(NASA)
美國航太總署(NASA)8月22日公布韋伯望遠鏡捕捉到的最新木星圖像。(NASA)

韋伯望遠鏡的紅外線觀測發威

先前,哈伯太空望遠鏡(Hubble Space Telescope)的觀測波段範圍主要限於紫外線到近紅外線,可能會錯過很多散發出紅外線的星系。然而紅外線觀測也對了解宇宙相當重要,因為古老與遙遠星系發出的可見光,在前往地球的過程中,會隨著宇宙膨脹而發生紅移(Redshift),到達地球時,可見光已經被拉到紅外線波段。

搭載最先進紅外線觀測儀器的韋伯望遠鏡,是由NASA與合作夥伴歐洲太空總署(ESA)和加拿大太空總署(CSA)共同領導的一項國際太空觀測任務,獲盼能替未來研究宇宙中古老星系打開一扇新的窗。22日公布的兩張木星新照片是韋伯望遠鏡的近紅外相機(NIRCam)拍攝的。近紅外相機具有高靈敏度的紅外線濾光鏡,能清晰顯現以前從未捕捉到的細節。

韋伯探測器通常將波長的原始數據傳到太空望遠鏡科學研究所(STScI),而該研究所負責將數據處理成經過校準的文件以進行科學分析,並將其傳送到米庫爾斯基太空望遠鏡檔案(MAST),由科學家或天文愛好者將這些信息轉化為可見光的圖像。業餘的天文影像大師施密特(Judy Schmidt)便參與了這兩張木星圖像的處理製作。

一窺木星雲層深淺與天氣活動

木星的新照片是由韋伯觀測到的幾張圖像合成的,分析這些照片便能一窺木星上的天氣情況。在木星北極和南極處,最外層的高海拔極光以偏紅的顏色呈現,低雲層和高層煙霞反射的光則是黃色和綠色漸層。木星上大面積的深藍色則是顯現主雲層反射的光。紅色代表較長的波長,藍色代表最短的紅外線波長,它們是較熱的區域;波長越短 溫度越高。

地球和大紅斑的近似比較。一般較常見到的木星成像當中,大紅斑是呈現紅色的。(維基百科公共領域)
地球和大紅斑的近似比較。一般較常見到的木星成像當中,大紅斑是呈現紅色的。(維基百科公共領域)

以往多半呈現為橘紅色的大紅斑,在這批圖像中則變成亮白色,主要是因為它反射了大量的陽光。「這裡的亮度表明它在高海拔地區。所以大紅斑在更高的地方還有雲霧,赤道地區也是如此,」韋伯太陽系觀測科學家哈默爾(Heidi Hammel)解釋,「這當中無數明亮的白色『斑點』和『條紋』很可能代表的是,對流性風暴凝結於高空的雲頂。」相比之下,赤道地區以北的深藍色區域幾乎沒有什麼雲層覆蓋。 (相關報導: 歐盟最高外交官:歐盟願當台海危機「調解人」,但高階官員暫無訪台計畫 更多文章

韋伯在另一張圖中還看到了比木星暗一百萬倍的微弱木星環和兩顆小衛星,研究人員已經開始分析韋伯回傳的數據,以獲得有關這顆在太陽系中最大行星的新知識。「這張圖片正好囊括了我們木星系計劃的科學,我們的計劃就是研究木星本身、木星環還有木星衛星系統的相互作用和化學組成,」巴黎天文台(Observatoire de Paris)的研究員傅謝(Thierry Fouchet)說道。

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