詹姆斯·韦伯太空望远镜以新的视角观测火星

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JWST是为了凝视宇宙深处而建造的，它使用红外线来穿透尘埃，看到其他望远镜所看不到的天体。但它对了解我们的行星“邻居”也很有用。9月5日，韦伯望远镜对火星进行观测，用其近红外相机（又称NIRCam）收集数据。

韦伯能够看到火星面向望远镜的那一面，称为可观测盘。“因此，韦伯可以捕捉到具有必要光谱分辨率的图像和光谱，以研究短期现象，如沙尘暴、天气模式、季节性变化，以及在一次观测中研究火星一天中不同时间（白天、日落和夜间）发生的过程，”美国宇航局（NASA）在周一的一份声明中说。

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NASA发布了一张图片，显示了韦伯在两种不同波长的红外光中可以看到的情况。它使韦伯的多功能性深入人心，并显示了较短和较长的红外波长如何产生不同的数据集。下面是韦伯的红外成像工作的速成课程。

左边的火星棕色视图是一张参考图。追踪到右边的是韦伯看到的情况。上面的图像是一个较短波长（2.1微米）的视图，显示了火星的一大块区域，包括惠更斯环形山、赫拉斯盆地和大瑟提斯高原的表面特征，这个区域在可见光图像中显示为一个黑点。

韦伯的下部图像就像一张"热图"。这是韦伯使用较长波长（4.3微米）观测时出现的情况。最亮的部分是太阳在头顶的地方，使该地区变暖。NASA说：“亮度向极地地区减少，那里接受的阳光较少，从较冷的北半球发出的光也较少，那里在每年的这个时候正在经历冬天。”

仔细看那张黄紫色的观察图，你会看到NASA指出的赫拉斯盆地，它看起来比周围的区域更暗。那么那里发生了什么？这是火星的大气层在起作用。二氧化碳分子在到达韦伯之前吸收了一些红外光，使这个巨大的撞击结构--直径达1200英里（2000公里）--呈现出较暗的色调。

主要研究人员Geronimo Villanueva解释说：“赫拉斯盆地的海拔较低，因此经历了较高的空气压力。这种较高的压力导致在这个特定的波长范围（4.1-4.4微米）的热发射受到抑制，这是由于一种叫做压力变宽的效应。”

在所有这些NIRCam红外线的好处之外，韦伯还使用其近红外光谱仪（NIRSpec）仪器来收集关于该行星大气层中的水、二氧化碳和一氧化碳的数据。NASA表示：“对光谱的初步分析显示了一组丰富的光谱特征，包含了关于灰尘、冰云、行星表面有什么样的岩石以及大气层组成的信息。”

韦伯由NASA、欧洲航天局和加拿大航天局共同管理。NASA强调，该望远镜的火星数据是为了突出正在进行的科学。科学家们仍在分析NIRSpec的信息，以了解更多关于这颗红色星球的表面和大气。这些结果将被写进一份研究报告，并提交给同行评审。

火星对韦伯来说是一个具有挑战性的观测，因为这颗行星离得很近，以至于它有可能用明亮的红外光“致盲”望远镜。JWST团队通过使用短时间的曝光和特殊的数据分析技术，成功地完成了这项工作。

这些早期结果表明韦伯不仅仅是一个长距离的望远镜。它有望帮助科学家建立一个更完整的邻近火星的图像。