NASA同温层红外天文台捕捉到的木星图像

2021-09-19 02:20

人类观察其他行星的方式越来越多,比如通过X射线观察和研究黑洞.最近,科学家通过平流层红外天文台绘制了木星的远红外图像。其实并不神秘。与其他电磁波的长度相比,我们眼睛能看到的可见光的波长非常有限。这一次,NASA只通过机器的“眼睛”进行观察,并在机器的眼睛下画了一张木星的照片。

NASA飞行观测台捕捉到的木星图像

氢分子中对位氢的含量是指示大气中气体从深部上涌的指标。这种气体的分子间相互作用是通过波长为17微米至37微米的红外线观察到的,这是地面望远镜无法达到的。

据外媒报道,自1979年两次旅行者号探测项目以来,科学家们首次利用NASA的平流层红外天文观测台(SOFIA)绘制了木星的远红外图像。这些图像是科学家通过研究木星大气中的大气环流而制作的。红外观测可以提供在其他波段观测不到的细节。如果我们用可见光研究木星,我们只能看到气体云顶部反射的光。利用红外线,科学家可以通过大气云观察大气内部,从而提供3D观察视角,进一步研究大气内部的大气环流过程。

这是常规观测下的木星景象,但相比之下,其实是相似的。

莱斯特大学的利n弗莱彻领导的研究小组利用索非亚望远镜的暗天体红外照相机(FORCAST)进行观察。弗莱彻团队主要寻找两种氢分子,即正常氢和对位氢,它们被原子核相同或相反的自旋方向分开。氢分子中对位氢的含量是指示大气中气体从深部上涌的指标。这种气体的分子间相互作用是通过波长为17微米至37微米的红外线观察到的,这是地面望远镜无法达到的。

目前,人们对木星大气环流模式的认识是基于过去太空望远镜观测到的数据,包括旅行者计划、伽利略计划(1989-2003年)和卡西尼探测器。SOFIA位于地球上屏蔽红外线的水蒸气上方。凭借强大的FORCAST设备,SOFIA是目前唯一能够观测木星整个大气环流的设施。SOFIA的观测还可以比较木星的大气周期是如何演变的。SOFIA拍摄的图像也显示了许多有趣的特征。南半球的红点表明上升的气体正在冷却大气。赤道附近的纬向结构表明,赤道的天气非常寒冷,并被下沉气体的温暖带所包围。木星北极孔大气的逐渐变热意味着甲烷和乙烷存在于平流层。SOFIA对正常氢和对位氢的对比观测表明,温度从赤道到极地逐渐变化。

根据早期的观察,弗莱彻的团队认为木星大气的所有部分都是平衡的,但他们在低纬度热带地区发现了一种显著的混合现象。Halo可能对混合反应印象深刻,但需要进一步观察才能更好地理解整个过程。弗莱彻说,这些研究结果表明,我们可以从地球上捕获的图像的定义与从太空中捕获的图像的定义相似。SOFIA观测可以填补现在和未来空间观测的波长空白,并及时给出解释。


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