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Jul. 03 2023

土星環在韋伯對土星的觀測中閃耀

  • 由韋伯太空望遠鏡的近紅外相機(NIRCam)於2023年6月25日拍攝土星及其部分衛星的圖像。在這張圖像中,NIRCam濾鏡F323N(3.23微米)以橙色顯示。圖片來源:NASA, ESA, CSA, STScI, M. Tiscareno (SETI Institute), M. Hedman (University of Idaho), M. El Moutamid (Cornell University), M. Showalter (SETI Institute), L. Fletcher (University of Leicester), H. Hammel (AURA); image processing by J. DePasquale (STScI)

    由韋伯太空望遠鏡的近紅外相機(NIRCam)於2023年6月25日拍攝土星及其部分衛星的圖像。在這張圖像中,NIRCam濾鏡F323N(3.23微米)以橙色顯示。圖片來源:NASA, ESA, CSA, STScI, M. Tiscareno (SETI Institute), M. Hedman (University of Idaho), M. El Moutamid (Cornell University), M. Showalter (SETI Institute), L. Fletcher (University of Leicester), H. Hammel (AURA); image processing by J. DePasquale (STScI)

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2023年6月25日,韋伯太空望遠鏡首次對土星進行近紅外線觀測。在這個波長下,土星本身顯得非常黑暗,因為甲烷氣體吸收了幾乎所有落在大氣層上的陽光。然而,土星環相對明亮,導致在韋伯觀測下土星出現不尋常的外觀。

該圖像是韋伯保證時間觀測計畫1247的一部分。該計畫包括對土星進行多次深度曝光,旨在測試望遠鏡探測土星周圍微弱衛星及其明亮光環的能力。任何新發現的衛星都可以幫助科學家們更完整地了解土星當前系統及其過去。

這張土星的新圖像清楚地顯示了土星環系統內的細節,以及土星的幾顆衛星—土衛四(Dione)、土衛二(Enceladus)和土衛三(Tethys)。額外的更深度的曝光(此處未顯示)將使團隊能夠探測該行星的一些較暗的光環,包括薄的G環和瀰散的E環。土星環由岩石和碎冰組成,顆粒大小從比一粒沙還小到地球上的山脈那麼大。研究人員最近利用韋伯來探索土衛二,發現從南極噴射出大量羽流,其中含有顆粒和大量水蒸氣,該羽流為土星的E環提供能量。

土星的大氣層也顯示出令人驚訝和意想不到的細節。儘管卡西尼號太空船以更高的清晰度觀察到了大氣層,但這是第一次在韋伯獨有的特定波長(3.23微米)下以如此清晰度觀察到行星的大氣層。北半球大型、黑暗、散布的結構並非沿著土星的緯線,因此這張圖像缺乏通常從土星深層大氣層中看到的熟悉條紋外觀。這種斑塊讓人想起主雲帶上方平流層氣溶膠中的大規模行星波,可能類似於韋伯近紅外相機對木星的觀測中看到的情況。

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當比較該圖像中土星的北極和南極時,外觀差異是土星季節變化的典型差異。例如,土星目前正經歷北半球夏季,而南半球則在冬末。然而,北極特別暗,可能是由於未知的季節性過程對極地氣溶膠的影響特別大。土星盤邊緣的微小變亮可能是由於高空甲烷螢光(吸收光後發光的過程),或電離層中H3+發射;韋伯光譜可以幫助證實這一點。

NASA的先鋒11號、航海家1號和2號、卡西尼號太空船和哈伯太空望遠鏡等任務幾十年來一直在追蹤土星的大氣層和土星環。韋伯的這些觀察結果只是一個暗示,表明韋伯將在未來幾年會為土星的故事增添更多內容。

 

資料來源:Webb

本文轉載自臺北市立天文科學教育館網站。

 

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