Astronomowie opublikowali pierwsze obrazy Marsa wykonane przy pomocy Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST) ukazujące sąsiednią planetę z nigdy wcześniej nie widzianej perspektywy. Webb zarejestrował dane atmosferyczne mogące pomóc astronomom zidentyfikować zjawiska, których za pomocą starszych instrumentów naukowych zwyczajnie nie byliby w stanie.
Świeżo opublikowane zdjęcia zostały wykonane przez JWST 5 września tego roku. Webb może rejestrować obrazy i widma z rozdzielczością spektralną niezbędną do badania krótkoterminowych zjawisk, takich jak burze piaskowe, wzorce pogodowe, zmiany sezonowe czy zmiany zachodzące w różnych porach marsjańskiego dnia i nocy. Obrazy te mogą pomóc badaczom lepiej zrozumieć atmosferę Czerwonej Planety.
Czerwona Planeta z powodu swojej bliskości jest jednym z najjaśniejszych obiektów na nocnym niebie zarówno pod względem światła widzialnego, jak i światła podczerwonego, a JWST bada kosmos właśnie w zakresie fal od bliskiej do średniej podczerwieni. Stanowi to szczególne wyzwanie dla obserwatorium, które zostało zbudowane w celu wykrywania niezwykle słabego światła najodleglejszych galaktyk we Wszechświecie.
Instrumenty Webba są tak czułe, że bez specjalnych technik obserwacyjnych jasne światło podczerwone z Marsa zwyczajnie oślepia obserwatorów. Astronomowie dostosowali się do tej ekstremalnej jasności stosując bardzo krótkie czasy naświetlania, mierząc tylko część światła, które trafia do detektorów i stosując specjalne techniki analizy danych.
Bliska podczerwień to długość fali znajdująca się poza zasięgiem tego, co widzą ludzie. Dzięki niej można penetrować rejony pokryte pyłem i gazem, co w przypadku światła widzialnego jest niemożliwe. Oznacza to, że JWST może zajrzeć dalej w kosmos niż jakikolwiek inny teleskop. Wykorzystując tę długość fali, naukowcy są w stanie badać wszelkiego rodzaju zjawiska na powierzchni Marsa, w tym burze piaskowe czy wzorce pogodowe.
Obrazy zostały wykonane w dwóch różnych długościach fal. Ukazują m.in. leżący na południowej półkuli Marsa krater Huygens czy basen Hellas - jeden z największych znanych kraterów uderzeniowych w Układzie Słonecznym, którego średnica ma około 2100 kilometrów, a głębokość wynosi ponad osiem kilometrów.
Zdjęcie po lewej pokazuje mapę powierzchni utworzoną na podstawie danych z NASA oraz z Mars Orbiter Laser Altimeter (MOLA). Po prawej stronie widzimy dwa obrazy wykonane przez kamerę bliskiej podczerwieni NIRCam. Obraz (u góry po prawej) o krótszej długości fali - 2,1 mikrona, jest zdominowany przez odbite światło słoneczne, a zatem ujawnia szczegóły powierzchni podobne do widocznych na obrazach w świetle widzialnym (po lewej). Na tym zdjęciu widoczna jest krawędź krateru Huygens, Syrtis Major - obszar pokryty ciemną skałą wulkaniczną oraz rozjaśnienie w basenie Hellas.
Obraz (na dole po prawej) o większej długości fali - 4,3 mikrona pokazuje emisję cieplną — światło emitowane przez planetę w miarę utraty ciepła. Jasność światła na tej długości fal jest związana z temperaturą powierzchni i atmosfery. Najjaśniejszy obszar widoczny na zdjęciu to tereny mocno ogrzewane przez Słońce. Jasność spada, gdy podążamy wzrokiem w kierunku regionów polarnych, które otrzymują mniej światła słonecznego.
Mniej światła emituje też chłodniejsza obecnie półkula północna, gdyż trwa tam zima. Ciemniejszy jest także region basenu Hellas. - Basen Hellas znajduje się na mniejszej wysokości, a zatem doświadcza wyższego ciśnienia atmosferycznego. To wyższe ciśnienie prowadzi do tłumienia emisji ciepła w tym konkretnym zakresie długości fal z powodu efektu zwanego rozszerzeniem ciśnienia - wyjaśnia Geronimo Villanueva z NASA Goddard Space Flight Center.
Villanueva i jego zespół opublikowali także widmo Marsa w bliskiej podczerwieni, demonstrując zdolność Webba do badania Czerwonej Planety za pomocą spektroskopii. Astronomowie przeanalizują cechy widma, aby zebrać dodatkowe informacje o powierzchni i atmosferze planety. Dzięki temu uczeni zdobędą szczegółowe informacje o marsjańskim pyle, rodzaju skał na powierzchni planety oraz składzie atmosfery.
Możliwości Webba pozwolą również naukowcom łatwiej wyśledzić źródła wszelkich gazów śladowych, które zauważą. Te gazy śladowe, takie jak metan czy chlorowodór, występują w bardzo małych ilościach w atmosferze Marsa i są ważne dla identyfikacji możliwych procesów biologicznych lub geologicznych.
Źródło: NASA, Space Telescope Science Institute, fot. NASA, ESA, CSA, STScI, Mars JWST/GTO team
