JWST:s första glimt av Mars avslöjar den röda planeten i ett nytt ljus: ScienceAlert

Rymdteleskopet James Webb har gjort otroliga framsteg och kikade längre över rum och tid än något teleskop som kom tidigare. Men det visar oss också universum närmare hemmet … och nu har det vänt sitt guldpläterade öga mot jordens granne, Mars.

De resulterande bilderna visar Mars i ett helt annat ljus – infrarött, faktiskt – vilket ger oss information om den röda planeten som vi inte skulle kunna se med våra egna blotta ögon.

Med tanke på att värme släpper in infrarött ljus (det vi kallar termisk strålning), handlar mycket av den informationen om temperaturen på Mars, men det finns några andra godbitar som forskare kommer att kunna använda för att bättre förstå en sådan planet, men så väldigt olik, vår egen.

Och, naturligtvis, utsikten är spektakulär.

Det är faktiskt lite knepigt för JWST att avbilda något nära hemmet. Det är det kraftfullaste teleskopet som någonsin lanserats i rymden, designat för att vara tillräckligt känsligt för att upptäcka det utomordentligt svaga ljuset från de mest avlägsna objekten i universum. Jämfört med dessa flammar Mars som en ugn.

För att undvika den övermättnad som vanligtvis skulle bli resultatet av denna ljusstyrka, var forskarna som tog observationerna och bearbetade data tvungna att använda tekniker för att kompensera. Tidpunkten för exponeringarna var otroligt kort, och dataanalysen justerades därefter.

jwst-bilder av mars jämfört med en simulerad mars-klot visar funktionerna som är synliga för jwsts infraröda öga
Till vänster visar en simulerad Mars-glob de funktioner som är synliga för JWST: uppe till höger visar bilden på 2,1 mikron ytegenskaper som kratrar och damm. Längst ner till höger visar bilden på 4,3 mikron en värmekarta över Mars atmosfär, uppvärmd av solen. (NASA, ESA, CSA, STScI, Mars JWST/GTO-team)

Resultatet var värt det: en karta över Mars sida sett av teleskopet i två våglängder av infrarött ljus. Vid 2,1 mikron domineras bilden av solljus som reflekteras från Mars yta, så det vi ser är väldigt likt det vi kan se i optiska våglängder.

Vid 4,3 mikron domineras bilden av termisk strålning från Mars-atmosfären, ljusast där solen är nästan direkt i linje med planeten. Det är i allmänhet där en planetarisk atmosfär är varmast.

Men värme är inte den enda källan till infrarött ljus vid denna våglängd. Ett mörkt utstryk kan ses längst ner till höger i det ljusaste området i denna våglängd; detta produceras faktiskt av en funktion på Mars yta. Det är en enorm nedslagsbassäng som heter Hellas Planitia – Det är en av de största kratrarna på Mars och hela solsystemet.

Atmosfären på Mars består av 96 procent koldioxid, som absorberar ljus. Och atmosfären är tjockare nog över Hellas Planitia för att detta ska ha en observerbar effekt i infraröda våglängder.

spektrumet av mars från jwst som visar signaturerna för element i marsatmosfären
Spektrum som erhållits av JWST, som visar de kemiska fingeravtrycken av CO, CO2 och H20. (NASA, ESA, CSA, STScI, Mars JWST/GTO-team)

“Det här är faktiskt inte en termisk effekt på Hellas,” säger astronomen Geronimo Villanueva från NASA:s Goddard Space Flight Center, som utformade observationerna.

“Hellasbassängen är en lägre höjd, och upplever därmed högre lufttryck. Det högre trycket leder till ett undertryckande av den termiska emissionen vid just detta våglängdsområde [4.1-4.4 microns] på grund av en effekt som kallas tryckbreddning. Det kommer att bli väldigt intressant att riva isär dessa konkurrerande effekter i dessa data.”

Han syftar på Mars nära-infraröda spektrum, som visar en finare, mer detaljerad uppdelning av sammansättningen av planetens atmosfär och yta, eftersom specifika våglängder dämpas eller förstärks av absorption och återutsändning av ljus av specifika molekyler.

Hittills har forskare lätt kunnat identifiera koldioxid, kolmonoxid och vatten i Mars atmosfär.

Analysen pågår dock, och vi kommer inte att veta vilka detaljer dessa nya data avslöjar förrän teamet är redo att släppa sina resultat i en publicerad artikel, som de för närvarande arbetar med. Det kommer att behöva genomgå kollegial granskning och publiceringsprocessen, men vi är glada över att få veta vilken ny information det fantastiska teleskopet kan avslöja om en så välstuderad planet.

Leave a Comment

Your email address will not be published.