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詹姆斯·韋伯太空望遠鏡對土星進行首次近紅外觀測

時間：2025-12-06 08:47:28 來源：網絡整理編輯：探索

核心提示

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（神秘的地球uux.cn）據美國宇航局（Thaddeus Cesari）：2023年6月25日，美國宇航局的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡轉向著名的環形世界土星，對該行星進行首次近紅外觀測。韋伯的NIRCam(近紅外照相機)的最初圖像已經吸引了研究人員。
在望遠鏡觀察到的紅外波長下，土星本身顯得非常暗，因為甲烷氣體吸收了幾乎所有落在大氣層上的陽光。然而，冰環保持相對明亮，導致韋伯圖像中土星不尋常的外觀。
這張照片是韋伯保證時間觀測計劃1247的一部分。該計劃包括對土星的幾次非常深的曝光，旨在測試望遠鏡探測行星周圍暗淡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拼湊出一幅更完整的土星系統及其過去的圖像。
這張新的土星照片清楚地顯示了土星環系統的細節，以及土星的幾個衛星——土衛四、土衛二和土衛三。額外的更深曝光(此處未顯示)將允許團隊探測該行星的一些較暗的環，在這張圖像中不可見，包括薄G環和擴散E環。土星環由一系列巖石和冰冷的碎片組成——這些顆粒的大小從小于一粒沙子到幾座地球上的山那么大。研究人員最近利用韋伯探索土衛二，并發現從月球南極噴射出一股巨大的羽流，其中包含粒子和大量的水蒸氣——這股羽流為土星的E環提供了養分。
土星的大氣層也展示了令人驚訝和意想不到的細節。雖然卡西尼飛船以更高的清晰度觀察了大氣層，但這是第一次在這個特定的波長(3.23微米)下以這種清晰度觀察行星的大氣層，這是韋伯獨有的。北半球巨大、黑暗、擴散的結構并不遵循行星的緯度線，因此這張圖像缺乏人們熟悉的條紋外觀，這種外觀通常在土星更深的大氣層中可以看到。這種斑駁讓人想起主云層上方平流層浮質中的大規模行星波，可能類似于早期韋伯NIRCam對木星的觀測。
當在這張圖片中比較地球的北極和南極時，外觀上的差異是土星上已知季節變化的典型特征。例如，土星目前正經歷北方的夏季，南半球在冬天結束時從黑暗中出現。然而，北極特別暗，可能是由于一個未知的季節過程特別影響了極地氣溶膠。朝向土星盤面邊緣的一點點亮色可能是由于高空甲烷熒光(吸收光線后發光的過程)，電離層中三氫離子(H3+)的發射，或者兩者都有；韋伯的光譜學可以幫助證實這一點。
像美國宇航局的先鋒11號，旅行者1號和2號，卡西尼飛船和哈勃太空望遠鏡這樣的任務已經跟蹤土星的大氣層和光環幾十年了。韋伯的這些觀察只是一個暗示，隨著科學團隊深入研究數據以準備同行評審的結果，這個天文臺將在未來幾年為土星的故事增添什么。

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