相隔160万公里，韦伯望远镜拍摄的火星，超出以往认知

发布者：客至天涯 2023-11-3 13:23

不久前韦伯望远镜发布了它拍摄的首批火星图像，以及相关的光谱数据，这些照片是韦伯望远镜在距离火星160万千米的太空中，用近红外相机拍摄的。

由于韦伯太空望远镜主要用红外线来观察宇宙，所以它对火星的首次观测让我们可以用一个全新的视角来研究这个邻居。

很多人会想，韦伯望远镜能够看到百亿光年之外的深空景象，看近在咫尺的火星岂不是易如反掌？

其实不然

韦伯望远镜的主要任务是观测极端遥远的昏暗天体，所以它的近红外相机十分灵敏，对微弱的红外线有极强的反馈，火星距离地球相对较近，发出的红外线自然也十分明亮，如果掌控不好曝光时间，火星的红外光很有可能会刺伤韦伯望远镜的仪器。

因此科学家用了极短的曝光时间，并使用了特殊的方式来分析数据，这些图像和光谱能够显示火星的天气模式，沙尘暴，甚至是季节引起的环境变化，科学家用它们来研究火星的短期现象。

此外，韦伯望远镜还能够在一次观测中观察到火星在不同时间内发生的事件，用两种不同波长的光显示出不同的特征。

本次韦伯望远镜拍摄的是火星东半球的一个区域，分别用了2.1微米的红外光和4.3微米的红外光，较短的波长的图像以太阳的反射光为主，它展示了火星表面细节，类似于我们用肉眼看到的地表特征。

波长较长的4.3微米红外光图像展现的是火星自身发出的热辐射，它的亮度和火星地表温度以及大气温度有关，越明亮的地方温度就越高，最明亮的部分正是太阳垂直火星上空的地方，而两极地区则因为太阳辐射逐渐减少而亮度递减。

另一方面火星的北半球正处于冬季，所以也显示出了较暗的颜色。

韦伯望远镜的收集的图像不仅可以反应出行星的温度分布状况，还可以侧面显示火星大气和表面的化学成分，可以看到在这张照片最明亮的区域中有一个比周围都暗的暗斑，即便是在火星中一天最热的时候也是如此，显得有些格格不入。

难道是因为温度在这个区域骤降了吗？

这个较暗的区域是海拉斯盆地，它是太阳系最大的陨石撞击坑之一，假如在地球上，它的范围可以从北京绵延到广州，总直径达到了1930千米，海拉斯盆地的海拔较低，所以它的上空大气压就较高。

较高的大气压能够导致一种叫“压力增宽”的效应，它可以让在特定波长范围内的热辐射受到抑制，穿越这个大气区域内的红外光被大气层内二氧化碳吸收的比例更高，所以它会显得比周围都要暗很多。

除过图像之外，韦伯望远镜还利用它的近红外光谱测量到了火星新的光谱数据，一些化学元素会在特长波长下吸收和发射光线，它就像化学物质在大气层光线内留下的指纹，不同的元素有不同的光谱特征。

通过分析光谱，我们就可以了解到火星上的物质分布和构成。

这些光谱被分类编码为火星尘埃、冰云、大气层以及地表岩石，等待进一步的观测后还可以确定水和二氧化碳等其他化学成分的信息，最让人感兴趣的还是火星上的甲烷。

通过甲烷我们不仅可以探寻火星上曾经有过的地质活动，还可以寻找神秘的火星生命。

虽然外星生命体内的化学成分可能与地球的完全不同，但只要是碳基生命，甲烷的生成都是最基本的身体代谢策略，一般来说火山喷发时会把甲烷带到大气中，但大气的中的甲烷并不稳定，很容易被光的化学反应所破坏。

而生物的新陈代谢则可以持续地补充甲烷，使大气中始终含有稳定的甲烷元素，所以甲烷对于发现外星生命来说，有着极为重要的意义。

在目前人类的能力范围之内

火星仍然是移民的最佳目的地.它有着和地球相近的轨道周期，存在一年的四季变化，同样都有南北极区分和漫长的地质变迁过程，可以在这里看到类似地球的多样地貌。

未来我们还将对火星进行更多的探测和研究，直至有一天建立人类的第二家园。

相隔 160万公里 韦伯望远镜

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