Webbs erste Marsbilder: Eine Heatmap und mehr


Eine dreieckige Kugel – mehr als halb erleuchtet, aber weniger als voll – mit einem sehr hellen Teil der Kugel und den Worten "subsonnenpunkt" über diesen Teil.
Das Webb-Weltraumteleskop hat diese Wärmekarte des Mars am 5. September 2022 aufgenommen. Sie zeigt Infrarotlicht – auch bekannt als Wärme – das von der Tagesseite des Mars abgegeben wird. Sehen Sie, wo es als „Subsonnenpunkt“ markiert ist? Dort stand die Sonne über dem Mars, als Webb dieses Bild aufnahm. Bild über NASA/ ESA/ CSA/ STScI/ Mars JWST/GTO-Team.

Webbs erste Marsbilder

Das Hubble-Teleskop sieht meistens bei sichtbar oder ultraviolett Wellenlängen. Aber das neue Webb-Teleskop sieht meistens in der Infrarot. Es nimmt einen Teil des elektromagnetischen Spektrums auf, als das wir Menschen wahrnehmen Wärme (aber das einige Schlangen können sehen, da sie im Dunkeln auf ihre Beute zielen und sie dann treffen). Und jetzt haben wir die ersten Infrarotbilder und Spektren vom Mars, veröffentlicht heute (19. September 2022) in der Webb-Teleskop-Blog. Alise Fisher, die für die NASA über die Bilder schrieb, sagte, sie ergänzen:

… Daten, die von Orbitern, Rovern und anderen Teleskopen gesammelt werden.

Und, wow, tun sie das überhaupt! Für mich, es fühlt sich als ob wir den Mars buchstäblich mit neuen Augen sehen würden.

Zwei lächelnde Menschen, gesehen bei infraroten (Wärme-)Wellenlängen.
So sehen Menschen aus, wenn sie bei infraroten (Wärme-)Wellenlängen gesehen werden. Bild über Cody.papst/ Wikimedia Commons (GFDL).

Was sehen wir?

Beachten Sie die Wörter „Subsonnenpunkt“ auf den Marsbildern auf dieser Seite. Das ist der Punkt auf dem Mars, an dem die Sonne im Zenit steht (direkt über uns). Und natürlich dreht sich der Mars. Er dreht sich fast genauso schnell um seine eigene Achse wie die Erde (Mars vollzieht alle 24,6 Stunden eine Umdrehung, sein Tag ist also fast genauso lang wie unser Tag). Der Mars dreht sich unter diesem subsolaren Punkt, und was wir auf diesem Bild sehen, ist die Hitze, die aus dem hellsten Teil der Tagesseite des Mars strömt (im Gegensatz zu seiner kühleren Nachtseite).

Was können wir lernen? Alise Fisher schrieb im Webb Telescope Blog, dass Webb:

… Bietet einen Blick auf die beobachtbare Scheibe des Mars (der Teil der sonnenbeschienenen Seite, der dem Teleskop zugewandt ist). Infolgedessen kann Webb Bilder und Spektren mit der spektralen Auflösung aufnehmen, die erforderlich ist, um kurzfristige Phänomene wie Staubstürme, Wettermuster, jahreszeitliche Veränderungen und in einer einzigen Beobachtung Prozesse zu untersuchen, die zu unterschiedlichen Zeiten (Tag, Sonnenuntergang und nachts) eines Marstages.

Und die NASA sagte:

Zu den Polarregionen hin, die weniger Sonnenlicht erhalten, nimmt die Helligkeit ab, und von der kühleren Nordhalbkugel, die zu dieser Jahreszeit Winter erlebt, wird weniger Licht abgestrahlt.

Diese faszinierenden neuen Webb-Beobachtungen lassen mich an einige der großen Mars-Beobachter der Vergangenheit denken – wie Christian Huygens in den 1600er und Percival Lowell im frühen 20. Jahrhundert – durch ihre erdgebundenen Teleskope auf den Mars spähen. Ich wünschte, sie hätten diese Webb-Bilder sehen können!

Zwei orangefarbene Kugeln nebeneinander vor schwarzem Hintergrund.
Webbs erste Bilder vom Mars! Links ein Bild von Webb’s NIRCam Instrument bei 2,1-Mikron-Infrarotwellenlängen (reflektiertes Sonnenlicht). Das linke Bild zeigt die Oberflächenmerkmale und Staubschichten des Mars. Das rechte Bild ist ein simultanes NIRCam-Bild bei ~4,3-Mikron-Infrarotwellenlängen (emittiertes Licht, auch bekannt als Wärme, von der Tagesoberfläche des Mars). Das rechte Bild zeigt Temperaturunterschiede mit dem Breitengrad und der Tageszeit (es ist zum Beispiel Mittag unter dem subsolaren Punkt). „Der hellgelbe Bereich liegt gerade an der Sättigungsgrenze des Detektors“, sagte die NASA. Bild über NASA/ ESA/ CSA/ STScI/ Mars JWST/GTO-Team.

Es ist ein zunehmender Gibbous-Mars

Beachten Sie übrigens auch, dass der Mars im obigen Bild nicht ganz voll ist. Webbs Beobachtungsposten im Weltraum ist fast eine Million Meilen (1,6 Millionen Kilometer) entfernt am Sonne-Erde-Lagrange-Punkt 2 (L2. Er ist viermal so weit wie der Mond von uns entfernt. Das steht im Gegensatz zur Entfernung des Mars von der Erde im September 2022 von etwa 79 Millionen Meilen (etwa 127 Millionen km). TheSkyLive.com). Die Erde und das Teleskop sind also im Wesentlichen gleich weit vom Mars entfernt.

Und genau jetzt erscheint Mars fast voll aus der Sicht von Webb (oder Erde). Fast, aber nicht ganz. Das liegt daran, dass die Erde derzeit in ihrer kleineren, schnelleren Umlaufbahn hinter dem Mars herrast. Und wir werden am 8. Dezember 2022 zwischen Mars und Sonne hindurchgehen. Das ist wenn seine Tagseite uns vollständig zugewandt ist. Und deshalb ist jetzt ein guter Zeitpunkt, um den Mars allein mit dem Auge zu beobachten.

Aber die relative Nähe des Mars zur Erde und die Helligkeit an unserem Himmel sind für diejenigen, die versuchen, den Mars mit Webb zu beobachten, nicht hilfreich. Wie von Alise Fisher im Webb Telescope Blog erklärt:

Weil er so nah ist, ist der Rote Planet eines der hellsten Objekte am Nachthimmel, sowohl in Bezug auf sichtbares Licht (das menschliche Augen sehen können) als auch auf Infrarotlicht, das Webb erkennen soll. Das stellt besondere Herausforderungen an das Observatorium, das gebaut wurde, um das extrem schwache Licht der entferntesten Galaxien im Universum aufzuspüren. Webbs Instrumente sind so empfindlich, dass das helle Infrarotlicht vom Mars ohne spezielle Beobachtungstechniken blendet und ein Phänomen verursacht, das als „Detektorsättigung“ bekannt ist. Astronomen stellten sich auf die extreme Helligkeit des Mars ein, indem sie sehr kurze Belichtungen verwendeten, nur einen Teil des Lichts maßen, das auf die Detektoren traf, und spezielle Datenanalysetechniken anwandten.

Zu diesen Bildern gibt es noch so viel zu sagen. Es gibt viel mehr Details über at Alise Fishers Beitrag im Webb Space Telescope Blog. Genießen Sie die Bilder! Keine Frage, da kommen noch mehr …

3 unterschiedlich helle Kugeln vor schwarzem Hintergrund.
Größer anzeigen. | Webbs erste Bilder des Mars, aufgenommen von seinem NIRCam-Instrument am 5. September 2022 [Guaranteed Time Observation Program 1415]. Links: Referenzkarte der beobachteten Marshemisphäre von der NASA und dem Mars Orbiter Laser Altimeter (MOLA). Oben rechts: NIRCam-Bild, das 2,1 Mikron (F212-Filter) reflektiertes Sonnenlicht zeigt und Oberflächenmerkmale wie Krater und Staubschichten enthüllt. Unten rechts: Simultanes NIRCam-Bild, das ~4,3-Mikrometer (F430M-Filter) emittiertes Licht zeigt, das Temperaturunterschiede mit Breitengrad und Tageszeit sowie eine durch atmosphärische Effekte verursachte Verdunkelung des Hellas-Beckens zeigt. Der hellgelbe Bereich liegt gerade an der Sättigungsgrenze des Detektors. Bild über NASA/ ESA/ CSA/ STScI/ Mars JWST/GTO-Team
Diagramm mit unterschiedlich farbigen Balken und dazwischen verlaufenden weißen gezackten Linien.
Größer anzeigen. | Webbs erstes Nahinfrarotspektrum des Mars, aufgenommen mit dem Nahinfrarot-Spektrographen (NIRSpec) am 5. September 2022 als Teil des Guaranteed Time Observation Program 1415 über 3 Schlitzgitter (G140H, G235H, G395H). Das Spektrum wird von reflektiertem Sonnenlicht bei Wellenlängen kürzer als 3 Mikrometer und thermischer Emission bei längeren Wellenlängen dominiert. Eine vorläufige Analyse zeigt, dass die spektralen Einbrüche bei bestimmten Wellenlängen auftreten, bei denen Licht von Molekülen in der Marsatmosphäre absorbiert wird, insbesondere von Kohlendioxid, Kohlenmonoxid und Wasser. Andere Details geben Auskunft über Staub, Wolken und Oberflächenmerkmale. Durch die Konstruktion eines am besten passenden Modells des Spektrums, beispielsweise unter Verwendung des Planetary Spectrum Generator, können Häufigkeiten bestimmter Moleküle in der Atmosphäre abgeleitet werden. Bild über NASA/ ESA/ CSA/ STScI/ Mars JWST/GTO-Team

Fazit: Webbs erste Marsbilder und Spektren wurden heute (19. September 2022) veröffentlicht.

Via NASA Webb Space Telescope (@NASAWebb auf Twitter

Via Webb Telescope Blog



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