宇航局的宇航研究韦伯望远镜将研究木星和两个引人入胜的卫星

2022-01-06 15:08:00龙善冠导读木星以古罗马诸神之王的名字命名，它对我们的局的镜环绕卫星太阳系进行了自己的微型改造。他们的韦伯望远卫星运动使伽利略·伽利莱深信地球不是17世纪初期的宇

木星以古罗马诸神之王的名字命名，它对我们的木星环绕卫星太阳系进行了自己的微型改造。他们的和两运动使伽利略·伽利莱深信地球不是17世纪初期的宇宙中心。400多年后，个引天文学家将使用NASA的人入James Webb太空望远镜观察这些著名的主题，将天文台的宇航研究仪器推向最大功能，并为深远的局的镜科学发现奠定基础。

由加州大学伯克利分校天文学家Imke de Pater和巴黎天文台的韦伯望远卫星Thierry Fouchet领导的由40多名研究人员组成的多元化团队设计了一个雄心勃勃的观测计划，该计划将进行韦伯在太阳系中的木星一些首次科学观测-研究木星，其环形系统以及两个卫星：木卫三和艾奥。和两

de Pater说：“这将是个引一个非常具有挑战性的实验。” “木星是人入如此明亮，韦伯的宇航研究仪器是如此敏感，以至于观察明亮的星球及其微弱的环和卫星，将是如何充分利用韦伯的创新技术的绝佳考验。”

木星

除了校准韦伯的木星亮度仪器外，天文学家还必须考虑到行星的自转，因为木星仅需10小时即可完成一天。必须将几幅图像拼接在一起才能完全捕获特定区域(例如著名的大红色风暴)，而物体本身在移动时，这项任务就变得更加困难。尽管许多望远镜已经研究了木星及其风暴，但韦伯的大镜和强大的仪器将提供新的见解。

帕特说：“我们知道，大红点上方的直接大气比木星的其他地区更冷，但是在中空较高的高度，中层大气似乎更温暖。我们将使用韦伯来研究这种现象。”

韦伯还将检查极地地区的大气层，宇航局的朱诺号航天器在那里发现了旋风团簇。Webb的光谱数据将比过去的观测，风，云颗粒，气体成分和温度测量提供更多细节。

韦伯的未来对太阳系大行星的观测将受益于这些对木星系统的早期观测的经验教训。该小组的任务是开发用于处理韦伯对太阳系行星的观测的方法，这些方法以后可被其他科学家使用。

戒指

太阳系的所有四个气体巨行星都有环，土星是最突出的。木星环系统由三部分组成：扁平主环;主环内的光环，形状像双凸透镜;和主环外部的蛛丝环。木星的环系统异常微弱，因为构成环的粒子非常小且稀疏，以至于它们不会反射太多的光。它们几乎排在行星的亮度附近，对天文学家构成了挑战。

加州大学伯克利分校的联合研究员迈克尔·王说：“我们确实在将Webb某些仪器的功能推到极限，以获得一组独特的新观测结果。” 该团队将测试观测策略以处理木星的散射光，并建立模型供其他天文学家使用，包括研究系外行星绕明亮恒星运行的模型。

该小组还将寻求在环中发现新发现。德·帕特(De Pater)指出，动态环系统中可能存在未被发现的“短暂月亮”，并且彗星撞击可能会在环中产生潜在的涟漪，就像观察到并追溯到1994年的Shoemaker-Levy 9彗星的撞击一样。

木卫三

冰冷的Ganymede的几个特征使天文学家着迷。除了是太阳系中最大的卫星，甚至比水星行星还要大之外，它也是唯一已知具有自己磁场的卫星。该小组将研究木卫三大气层的最外层，即外层，以更好地了解月球与木星磁场中粒子的相互作用。

也有证据表明，木卫三可能在其厚厚的冰层下有一个液态盐水海洋，韦伯将用表面盐和其他化合物的详细光谱研究对其进行调查。该团队研究木卫三表面的经验可能对未来其他怀疑有地下海洋的冰冷太阳系卫星的研究有用，包括土星的卫星土卫二和木星卫星欧罗巴。

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与木卫三形成鲜明对比的是，该团队将研究的另一个月球Io，是太阳系中火山活动最活跃的世界。动感的地表覆盖着数百座巨大的火山，这些火山会使地球上的火山相形见war，还有熔岩湖和凝固熔岩的光滑洪泛区。天文学家计划使用韦伯来了解有关艾奥火山对大气的影响的更多信息。

de Pater说：“我们对Io的大气温度结构还有很多不清楚的地方，因为我们没有数据来区分不同高度的温度。” “在地球上，我们理所当然地认为，当您爬上一座山时，空气变得凉爽-艾奥(Io)会变得一样吗?现在我们还不知道，但是韦伯可以帮助我们找到答案。”

韦伯将对艾奥进行调查的另一个谜团是“隐身火山”的存在，这些气体散发着气体羽流，而没有像宇航局的旅行者号和伽利略任务那样的航天器可以探测到的反光尘埃，因此至今未被发现。Webb的高空间分辨率将能够隔离以前曾作为一个大热点出现的单个火山，从而使天文学家能够收集有关Io地质情况的详细数据。

Webb还将提供有关Io热点温度的空前数据，并确定它们是否更接近当今地球上的火山活动，或者它们的温度是否更高，类似于其形成后早期的地球环境。伽利略飞行任务团和地面观测站以前的观察表明，气温很高。韦伯将对该研究进行跟进，并提供可能解决该问题的新证据。

团队合作

Wong解释说，韦伯的详细观测资料不会取代其他观测站的观测资料，而是会与之协调。“韦伯的光谱观测将仅覆盖地球的一小部分，因此地面天文台的全球视野可以显示出韦伯的详细数据如何与更大规模的活动相适应，类似于哈勃和双子座天文台如何提供背景信息朱诺狭窄的特写观察。”

反过来，韦伯对木星风暴和大气的研究将补充朱诺的数据，包括韦伯无法检测到的雷电无线电信号。Wong说：“没有人可以通过天文台或航天器完成所有工作，因此，我们很高兴能够结合来自多个天文台的数据，告诉我们更多的信息，而不仅仅是从单一来源获得的信息。”

这项研究是韦伯早期发行科学(ERS)计划的一部分。该计划在天文台任务的早期为选定的项目提供了时间，使研究人员可以快速学习如何最好地利用Webb的功能，同时还可以获得可靠的科学知识。

詹姆斯·韦伯太空望远镜将于2021年发射升空，它将成为世界上最重要的太空科学天文台。韦伯将解决我们太阳系中的奥秘，超越其他恒星周围的遥远世界，并探索我们宇宙和我们地方的神秘结构和起源在里面。Webb是一项由NASA及其合作伙伴ESA(欧洲航天局)和加拿大航天局领导的国际计划。