Las primeras observaciones del planeta rojo con el JWST
The James Webb Space Telescope captured its first images and spectra of Mars on 5 September 2022. The telescope, an international collaboration between NASA, ESA and the Canadian Space Agency, provides a unique perspective with its infrared sensitivity on our neighbouring planet, complementing data being collected by orbiters, rovers, and other telescopes. Webb’s unique observation post nearly 1.5 million kilometres away at the Sun-Earth Lagrange point 2 (L2) provides a view of Mars’ observable disk (the portion of the sunlit side that is facing the telescope). As a result, Webb can capture images and spectra with the spectral resolution needed to study short-term phenomena like dust storms, weather patterns, seasonal changes, and, in a single observation, processes that occur at different times (daytime, sunset, and nighttime) of a Martian day. Because it is so close, the Red Planet is one of the brightest objects in the night sky in terms of both visible light (which human eyes can see) and the infrared light that Webb is designed to detect. This poses special challenges to the observatory, which was built to detect the extremely faint light of the most distant galaxies in the universe. Webb’s instruments are so sensitive that without special observing techniques, the bright infrared light from Mars is blinding, causing a phenomenon known as “detector saturation.” Astronomers adjusted for Mars’ extreme brightness by using very short exposures, measuring only some of the light that hit the detectors, and applying special data analysis techniques. Webb’s first images of Mars, captured by the Near-Infrared Camera (NIRCam), show a region of the planet’s eastern hemisphere at two different wavelengths, or colours of infrared light. This image shows a surface reference map from NASA and the Mars Orbiter Laser Altimeter (MOLA) on the left, with the two Webb NIRCam instrument field of views overlaid. The near-infrared images from Webb are shown on the righ
El Telescopio Espacial James Webb capturó sus primeras imágenes y espectros de Marte el 5 de septiembre de 2022. El telescopio, una colaboración internacional entre la NASA, la ESA y la Agencia Espacial Canadiense, brinda una perspectiva única con su sensibilidad infrarroja en nuestro planeta vecino, complementando los datos que se están recopilando. recogidos por orbitadores, rovers y otros telescopios.
El puesto de observación único de Webb, a casi 1,5 millones de kilómetros de distancia en el punto 2 (L2) de Lagrange Sol-Tierra, ofrece una vista del disco observable de Marte (la parte del lado iluminado por el sol que mira hacia el telescopio). Como resultado, Webb puede capturar imágenes y espectros con la resolución espectral necesaria para estudiar fenómenos a corto plazo como tormentas de polvo, patrones climáticos, cambios estacionales y, en una sola observación, procesos que ocurren en diferentes momentos (durante el día, la puesta del sol y la noche). noche) de un día marciano.
Debido a que está tan cerca, el Planeta Rojo es uno de los objetos más brillantes en el cielo nocturno en términos de luz visible (que los ojos humanos pueden ver) y la luz infrarroja que Webb está diseñado para detectar. Esto plantea desafíos especiales para el observatorio, que fue construido para detectar la luz extremadamente tenue de las galaxias más distantes del universo. Los instrumentos de Webb son tan sensibles que, sin técnicas especiales de observación, la brillante luz infrarroja de Marte es cegadora y provoca un fenómeno conocido como «saturación del detector». Los astrónomos se ajustaron al brillo extremo de Marte utilizando exposiciones muy cortas, midiendo solo parte de la luz que incidía en los detectores y aplicando técnicas especiales de análisis de datos.
Las primeras imágenes de Webb de Marte, capturadas por la cámara de infrarrojo cercano (NIRCam), muestran una región del hemisferio oriental del planeta en dos longitudes de onda diferentes, o colores de luz infrarroja. Esta imagen muestra un mapa de referencia de superficie de la NASA y el altímetro láser Mars Orbiter (MOLA) a la izquierda, con los dos campos de visión del instrumento Webb NIRCam superpuestos. Las imágenes de infrarrojo cercano de Webb se muestran a la derecha.
La imagen de longitud de onda más corta (2,1 micrones) de NIRCam [arriba a la derecha] está dominada por la luz solar reflejada y, por lo tanto, revela detalles de la superficie similares a los que aparecen en las imágenes de luz visible [izquierda]. Los anillos del cráter Huygens, la roca volcánica oscura de Syrtis Major y el brillo en la cuenca Hellas son evidentes en esta imagen.
La imagen NIRCam de longitud de onda más larga (4,3 micras) [abajo a la derecha] muestra la emisión térmica: la luz emitida por el planeta a medida que pierde calor. El brillo de la luz de 4,3 micras está relacionado con la temperatura de la superficie y la atmósfera. La región más brillante del planeta es donde el Sol está casi arriba, porque generalmente es más cálida. El brillo disminuye hacia las regiones polares, que reciben menos luz solar, y se emite menos luz desde el hemisferio norte, más frío, que experimenta el invierno en esta época del año.
Sin embargo, la temperatura no es el único factor que afecta la cantidad de luz de 4,3 micrones que llega a Webb con este filtro. A medida que la luz emitida por el planeta atraviesa la atmósfera de Marte, parte es absorbida por moléculas de dióxido de carbono (CO2). La cuenca Hellas, que es la estructura de impacto mejor conservada más grande de Marte, con una extensión de más de 2000 kilómetros, parece más oscura que los alrededores debido a este efecto.
En el futuro, Webb utilizará estos datos espectroscópicos y de imágenes para explorar las diferencias regionales en todo el planeta y buscar especies traza en la atmósfera, incluidos el metano y el cloruro de hidrógeno.
El Telescopio Espacial James Webb capturó sus primeras imágenes y espectros de Marte el 5 de septiembre de 2022. El telescopio, una colaboración internacional entre la NASA, la ESA y la Agencia Espacial Canadiense, brinda una perspectiva única con su sensibilidad infrarroja en nuestro planeta vecino, complementando los datos que se están recopilando. recogidos por orbitadores, rovers y otros telescopios.
El puesto de observación único de Webb, a aproximadamente 1,5 millones de kilómetros de distancia en el punto 2 (L2) de Lagrange Sol-Tierra, ofrece una vista del disco observable de Marte (la parte del lado iluminado por el sol que mira hacia el telescopio). Como resultado, Webb puede capturar imágenes y espectros con la resolución espectral necesaria para estudiar fenómenos a corto plazo como tormentas de polvo, patrones climáticos, cambios estacionales y, en una sola observación, procesos que ocurren en diferentes momentos (durante el día, la puesta del sol y la noche). noche) de un día marciano.
Debido a que está tan cerca, el Planeta Rojo es uno de los objetos más brillantes en el cielo nocturno en términos de luz visible (que los ojos humanos pueden ver) y la luz infrarroja que Webb está diseñado para detectar. Esto plantea desafíos especiales para el observatorio, que fue construido para detectar la luz extremadamente tenue de las galaxias más distantes del universo. Los instrumentos de Webb son tan sensibles que, sin técnicas especiales de observación, la brillante luz infrarroja de Marte es cegadora y provoca un fenómeno conocido como «saturación del detector». Los astrónomos se ajustaron al brillo extremo de Marte utilizando exposiciones muy cortas, midiendo solo parte de la luz que incidía en los detectores y aplicando técnicas especiales de análisis de datos.
Mientras que las imágenes de Marte muestran diferencias en el brillo integradas en una gran cantidad de longitudes de onda de un lugar a otro en todo el planeta en un día y hora en particular, el espectro muestra las variaciones sutiles en el brillo entre cientos de diferentes longitudes de onda representativas del planeta como un todo. Los astrónomos analizarán las características del espectro para recopilar información adicional sobre la superficie y la atmósfera del planeta.
Este espectro de infrarrojo cercano de Marte fue capturado por el espectrógrafo de infrarrojo cercano (NIRSpec) el 5 de septiembre de 2022, sobre 3 rejillas de hendidura (G140H, G235H, G395H). El espectro está dominado por la luz solar reflejada en longitudes de onda inferiores a 3 micras y la emisión térmica en longitudes de onda más largas. El análisis preliminar revela que las caídas espectrales aparecen en longitudes de onda específicas donde la luz es absorbida por moléculas en la atmósfera de Marte, específicamente dióxido de carbono, monóxido de carbono y agua. Otros detalles revelan información sobre el polvo, las nubes y las características de la superficie. Mediante la construcción de un modelo de ajuste óptimo del espectro, mediante el uso, por ejemplo, del Generador de espectro planetario, se puede derivar la abundancia de determinadas moléculas en la atmósfera.
Estas observaciones de Marte se realizaron como parte del programa del Sistema Solar de Observación de Tiempo Garantizado (GTO) del Ciclo 1 de Webb, dirigido por Heidi Hammel de AURA.
La ESA opera dos orbitadores de Marte, Mars Express y ExoMars Trace Gas Orbiter, que han aportado un tesoro de información sobre la atmósfera y la superficie del Planeta Rojo. Además, la ESA colabora con la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA) en la misión Martian Moons eXploration (MMX), que pronto se lanzará a la luna de Marte, Fobos.
NIRSpec fue construido para la Agencia Espacial Europea (ESA) por un consorcio de empresas europeas lideradas por Airbus Defence and Space (ADS) con el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA proporcionando sus subsistemas de detector y microobturador.
