用該技術拍了一張木星的紅外照片,在哪拍的?很特別嗎?

2021-11-28T02:48:02+00:00

在對著待成像區域拍了數百張短曝光相片之後,天文學家們從中選出了拍攝時大氣條件最穩定的那一批相片,並只用這些高質量圖片去還原整個木星的圖像,因而最終的成品是非常乾淨清晰的,儘管素材是在地表上拍的。

木星被「幸運成像」後,在紅外相片裡看上去就像個火球

這張令人驚嘆的木星紅外圖像是從地球表面拍攝的,特別是從夏威夷的雙子座北望遠鏡拍攝的。結合其他的觀測數據,這張新圖片揭示了更多關於這顆氣態巨星史詩般的風暴以及在它的大紅斑上看到的一個奇怪的特徵。

圖解:木星的一張紅外新照。

令人難以置信的事情是,這張令人驚嘆的木星紅外相片是在地表拍攝的,準確地說是由位於夏威夷的北雙子望遠鏡拍攝的。結合其他一些觀測數據,這張相片揭示了關於這個氣體巨行星上面那些壯麗風暴的信息,以及其大紅斑的一個奇怪表現。

一項發表在《天體物理學雜誌》上的研究論文[1]分析了三組近三年來的木星觀測數據,這三組數據有著完全不同的來源:夏威夷毛納基山的北雙子望遠鏡、哈勃太空望遠鏡和美國宇航局的朱諾號探測器,後者目前在環繞木星的軌道上運行。這項由加州大學伯克利分校的天文學家麥可·黃(Michael Wong)領導的新研究的最大成果就是得到了一張極其清晰的木星紅外圖像。

為得到這張電子圖像,科學家們使用了一種叫做「幸運成像」的技術。在對著待成像區域拍了數百張短曝光相片之後,天文學家們從中選出了拍攝時大氣條件最穩定的那一批相片,並只用這些高質量圖片去還原整個木星的圖像,因而最終的成品是非常乾淨清晰的,儘管素材是在地表上拍的。

「這圖像簡直可以和那些太空中拍的照片相媲美。」 麥可·黃在新聞稿[2]中這樣寫道。

圖解:拍攝左圖時地球大氣存在湍流,故圖像解析度不佳,而右圖為木星的幸運成像結果,拍攝時大氣條件穩定。圖源:原文。

雙子星天文台拍攝木星照片的解析度高達500公里(即300英里),而木星的直徑有139820公里(即86880英里),和地球的平均距離更是長達7.78億公里(即4.48億英里)。天文台的科學家兼該研究的共同作者安德魯·史蒂芬斯(Andrew Stephens)在新聞稿中說:「如果有其他望遠鏡能達到這個解析度,那麼在紐約市的人可以通過它來分辨出邁阿密市區內某輛汽車的兩個前燈。」

圖解:由卡西尼號拍攝的木星照片。圖源:《Fundamental Astronomy》。

木星的內部物質是在不斷對流的,這會把木星內部產生的熱量帶到它的高層大氣中,而後就會被雙子星天文台的近紅外成像儀觀測到。但是木星的雲層厚度不均勻,於是照片看上去就會像南瓜燈一樣。你可以在圖中看到哪裡雲層最厚(圖像較暗的部分)以及哪裡雲層最薄(圖像較亮的部分)。

圖解:木星風暴的結構及發現該結構的儀器。圖源:原文。

研究人員從哈勃望遠鏡的觀測數據中獲得了木星的更多相片,包括紅外相片和紫外相片。朱諾號也可以幫助他們探測木星發射無線電的情況。這樣,這個團隊就有能力研究木星的大氣現象,如行星風系、大氣波動和氣旋風暴等。木星的氣旋風暴可以持續刮上百甚至數千年。

圖解:旅行者一號拍攝的大紅斑。圖源:《Fundamental Astronomy》。

朱諾號偶爾也會探測到並記錄下由木星大氣中的閃電產生的無線電脈衝。研究人員們總會設法確定這些閃電發生的地點,並將結果與此時雙子星天文台及哈勃望遠鏡觀測給出的結果進行比對。一個發現就是從這裡誕生的,它就是:閃電和產生它們的風暴都是在巨大的對流元旁生成的,這些可怕的對流元在木星那由水和其他液體構成的厚厚的雲層中隱約可見。

圖解:木星大紅斑內的小斑點。圖源:原文。

這些觀測數據也有助於解開關於木星大紅斑內不同形狀的小斑點的謎團。目前的結論是,這些小斑點並不是大紅斑那擁有奇怪顏色的區域,而僅僅是雲層上的洞罷了,正如雙子座天文台的高解析度紅外照片中顯示的那樣。

如果只有一套設備,那麼我們根本不能有像這樣厲害的發現。但當很多強大的工具被結合起來使用的時候,一些驚人的結果就會湧現出來。

BY: George Dvorsky

FY: 浪漫主義學派

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2021-06-25T08:55:38.348039+00:00

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