韦伯太空望远镜发布木星环照片,为何跟平常看到的木星不太一样?

星宇飘零零九 2024-03-18 00:02:03

运行在日地第二拉格朗日点(L2)的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)可谓是史上最强的光学望远镜,在上月中旬发布首批全彩图像后,可谓技惊四座!清晰深空图像里充满了细节,与上一代最强光学望远镜哈勃太空望远镜拍摄的同一区域照片放一起……只能说没有对比就没有伤害……

韦伯太空望远镜的木星照片惊现木星环!

本月22日,NASA再次发布新图像,而这次的主角是我们太阳系最大的行星——木星。

这次公布的木星照片再次震撼世界!这怎么可能!它居然同时拍到了木星和木星环!而且如此清晰!

早在差不多半个世纪以前,科学家就知道了太阳系的四颗气态行星都拥有行星环。最早是人类发往太阳系外的探测器——旅行者一号在经过木星赤道面附近,距离木星120万公里时拍到了暗弱的木星环,这是四颗气态行星中最弱的一个行星环。

目前已知木星有四个环,其中最明亮的是主环,距离木星中心12.2万-12.9万公里范围内,宽度约6500公里。韦伯拍到的应该就是它了。主环虽然是最明亮的,但它依然比木星暗100万倍。主环由0.1-10微米的尘埃颗粒组成,其反射率最高的光谱波长集中在500纳米-2500纳米范围内,也就是说在这个波长范围内主环是最亮的,而这个波长正是韦伯拍摄的红光到红外波长!这张照片是由韦伯的近红外相机(NIRCam)拍摄的,这也许就是韦伯能清晰拍摄到木星环的原因。

明亮的极光环?

除了木星环,照片另一个引人注目的地方就是环绕在木星圆面上的一圈幽幽蓝光,我一开始以为这一圈蓝光都是是木星上的极光。木星极光是木星磁场偏转了来自太阳的带电粒子流(太阳风)后轰击木星高层大气产生的辉光。但实际上,拥有超强磁场的木星是不太可能有全球性的极光的。跟地球一样,位于南北极附近的才是极光。至于木星边缘那一圈蓝光是什么?NASA没说……我猜是木星大气散射的红外波段太阳光。

色彩为什么不一样?

韦伯木星照片另一个引人注目的问题就是,这木星怎么看着跟我们平常看见的木星照片不一样?我们平常看到的木星照片都是橙红色的,特别是大红斑,特别的红,那也是它名字的由来。但这韦伯拍的颜色怎么这么深沉?相反大红斑怎么那么亮?

这其实是因为拍摄的光学波段不同的原因。在不同的波段下,同一个木星表面的反射率其实是不同的,以大红斑为例,在可见光波段下,它反射橙红色的光,反射率比周围的略低。但是在韦伯拍摄的红外波段,情况就不一样了,明亮的”大红斑“表明它上面可能存在高反射率的高空云顶或雾霾。我在想,那一圈被误以为极光的幽幽蓝光是不是也是由高空雾霾发射太阳光形成的?

除了不同波段太阳光的反射率差异以外,其实更主要是P图艺术家的赋色选择。而合成这张图片的其中一位作者是一位非天文学专业的美女朱迪·施密特。她此前就曾为哈勃拍摄的照片赋色。

这张高清晰的木星照片只使用了两个滤镜: F212N(2.12微米滤镜)和 F335M(3.35微米滤镜),即这两个滤镜拍摄的图像被分别赋予了橙色和青色。也就是说这其实是一张色盲的照片……它只有两种颜色……跟上次发布的全彩照片不同,这张照片并非全彩。

不过虽然这张只有两种颜色的照片在色彩上有天然的缺陷,但朱迪巧妙地使用了橙色和青色,其中橙色是由三原色里的红色和黄色混合而成的,因此这在色谱上实际上还原了三原色。所以我们看这张照片不太会有色盲的感觉……还是挺好看的(^_^)。

同时发布的另一张木星全彩照片

这张照片色彩更加奇怪,但看了上面朱迪照片旁边她的代表性作品就明白,嗯,这很符合朱迪的审美……

这张色彩极度分离的木星照片是由三个红外滤镜的图像叠加组合而成。跟上一张包含木星环的双色木星照片的赋色规则不一样,这张木星照片的赋色遵循波长对应的方式,即最长的红外波长被赋予红色,最短的则被赋予蓝色,而前面木星环那张则刚好相反。可是我看着前面那张比较顺眼怎么破_(:D)∠)_……

韦伯拍摄的木星照片就结束到这里了,我是星宇飘零,关^_^注我,和你分享更多有趣科学知识。

(以上图片均来源自NASA,如有侵权请联系删除)

  

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