用該技術(shù)拍了一張木星的紅外照片,在哪拍的?很特別嗎?
木星被“幸運(yùn)成像”后,在紅外相片里看上去就像個(gè)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(yuǎn)鏡拍攝的。結(jié)合其他的觀測(cè)數(shù)據(jù),這張新圖片揭示了更多關(guān)于這顆氣態(tài)巨星史詩(shī)般的風(fēng)暴以及在它的大紅斑上看到的一個(gè)奇怪的特征。
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(zhǔn)確地說(shuō)是由位于夏威夷的北雙子望遠(yuǎn)鏡拍攝的。結(jié)合其他一些觀測(cè)數(shù)據(jù),這張相片揭示了關(guān)于這個(gè)氣體巨行星上面那些壯麗風(fēng)暴的信息,以及其大紅斑的一個(gè)奇怪表現(xiàn)。
一項(xiàng)發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》上的研究論文[1]分析了三組近三年來(lái)的木星觀測(cè)數(shù)據(jù),這三組數(shù)據(jù)有著完全不同的來(lái)源:夏威夷毛納基山的北雙子望遠(yuǎn)鏡、哈勃太空望遠(yuǎn)鏡和美國(guó)宇航局的朱諾號(hào)探測(cè)器,后者目前在環(huán)繞木星的軌道上運(yùn)行。這項(xiàng)由加州大學(xué)伯克利分校的天文學(xué)家邁克爾·黃(Michael Wong)領(lǐng)導(dǎo)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(xué)家們使用了一種叫做“幸運(yùn)成像”的技術(shù)。在對(duì)著待成像區(qū)域拍了數(shù)百?gòu)埗唐毓庀嗥?,天文學(xué)家們從中選出了拍攝時(shí)大氣條件最穩(wěn)定的那一批相片,并只用這些高質(zhì)量圖片去還原整個(gè)木星的圖像,因而最終的成品是非常干凈清晰的,盡管素材是在地表上拍的。
“這圖像簡(jiǎn)直可以和那些太空中拍的照片相媲美?!?/strong>?邁克爾·黃在新聞稿[2]中這樣寫(xiě)道。
圖解:拍攝左圖時(shí)地球大氣存在湍流,故圖像分辨率不佳,而右圖為木星的幸運(yùn)成像結(jié)果,拍攝時(shí)大氣條件穩(wěn)定。圖源:原文。
雙子星天文臺(tái)拍攝木星照片的分辨率高達(dá)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(zhǎng)達(dá)7.78億公里(即4.48億英里)。天文臺(tái)的科學(xué)家兼該研究的共同作者安德魯·斯蒂芬斯(Andrew Stephens)在新聞稿中說(shuō):“如果有其他望遠(yuǎn)鏡能達(dá)到這個(gè)分辨率,那么在紐約市的人可以通過(guò)它來(lái)分辨出邁阿密市區(qū)內(nèi)某輛汽車的兩個(gè)前燈?!?/p>
圖解:由卡西尼號(hào)拍攝的木星照片。圖源:《Fundamental Astronomy》。
木星的內(nèi)部物質(zhì)是在不斷對(duì)流的,這會(huì)把木星內(nèi)部產(chǎn)生的熱量帶到它的高層大氣中,而后就會(huì)被雙子星天文臺(tái)的近紅外成像儀觀測(cè)到。但是木星的云層厚度不均勻,于是照片看上去就會(huì)像南瓜燈一樣。你可以在圖中看到哪里云層最厚(圖像較暗的部分)以及哪里云層最薄(圖像較亮的部分)。
圖解:木星風(fēng)暴的結(jié)構(gòu)及發(fā)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)的儀器。圖源:原文。
研究人員從哈勃望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)數(shù)據(jù)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(hào)也可以幫助他們探測(cè)木星發(fā)射無(wú)線電的情況。這樣,這個(gè)團(tuán)隊(duì)就有能力研究木星的大氣現(xiàn)象,如行星風(fēng)系、大氣波動(dòng)和氣旋風(fēng)暴等。木星的氣旋風(fēng)暴可以持續(xù)刮上百甚至數(shù)千年。
圖解:旅行者一號(hào)拍攝的大紅斑。圖源:《Fundamental Astronomy》。
朱諾號(hào)偶爾也會(huì)探測(cè)到并記錄下由木星大氣中的閃電產(chǎn)生的無(wú)線電脈沖。研究人員們總會(huì)設(shè)法確定這些閃電發(fā)生的地點(diǎn),并將結(jié)果與此時(shí)雙子星天文臺(tái)及哈勃望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)給出的結(jié)果進(jìn)行比對(duì)。一個(gè)發(fā)現(xiàn)就是從這里誕生的,它就是:閃電和產(chǎn)生它們的風(fēng)暴都是在巨大的對(duì)流元旁生成的,這些可怕的對(duì)流元在木星那由水和其他液體構(gòu)成的厚厚的云層中隱約可見(jiàn)。
圖解:木星大紅斑內(nèi)的小斑點(diǎn)。圖源:原文。
這些觀測(cè)數(shù)據(jù)也有助于解開(kāi)關(guān)于木星大紅斑內(nèi)不同形狀的小斑點(diǎn)的謎團(tuán)。目前的結(jié)論是,這些小斑點(diǎn)并不是大紅斑那擁有奇怪顏色的區(qū)域,而僅僅是云層上的洞罷了,正如雙子座天文臺(tái)的高分辨率紅外照片中顯示的那樣。
如果只有一套設(shè)備,那么我們根本不能有像這樣厲害的發(fā)現(xiàn)。但當(dāng)很多強(qiáng)大的工具被結(jié)合起來(lái)使用的時(shí)候,一些驚人的結(jié)果就會(huì)涌現(xiàn)出來(lái)。
BY: George Dvorsky
FY: 浪漫主義學(xué)派
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