Снимки и измерения удалось получить 5 сентября, когда телескоп Джеймса Уэбба (JWST) находился на расстоянии в 1,6 млн км от Марса. А представили их общественности 19 сентября на Научном конгрессе Europlanet.
Снимок видимой части Марса, хорошо освещенной Солнцем стороны и повернутой к телескопу, сделала камера ближнего инфракрасного диапазона Уэбба. Эти изображения могут предоставить важные данные ученым-планетологам, в особенности если их совместить с наблюдениями марсоходов по типу Perseverance NASA и орбитальных аппаратов Марса.
Марс не самый простой объект для JWST – он находится относительно близко к телескопу и является очень ярким. Чтобы инфракрасный свет планеты не ослеплял инструменты обсерватории, исследование велось путем создания коротких экспозиций. Ученые измеряли только те части излучения, которые достигали детекторов телескопа, а затем применяли специальные методы для анализа собранных данных.
JWST смог получить изображения и спектры с пространственным разрешением, которое необходимо астрономам для изучения краткосрочных явлений, таких как марсианские погодные условия, пыльные бури и даже изменения, вызванные сменой времен года на планете. Кроме того, телескоп Джеймса Уэбба смог зафиксировать за одно наблюдение течение марсианских суток – день, закат и ночь.
Первые изображения Марса, сделанные JWST, показывают часть в восточном полушарии планеты в двух разных диапазонах. На изображении с коротким волновым диапазоном преобладает отраженный солнечный свет, и на нем видны детали марсианской поверхности: кратер Гюйгенс, кратер шириной около 450 километров и темную вулканическую породу в Большом Сирте.
Камера NIRCam космического телескопа Уэбба в диапазоне более длинных инфракрасных волн зафиксировала свет, который Марс излучает. Яркость снижается по направлению к марсианским полярным областям, которые подвергаются меньшему воздействию солнечного света, а также в северном полушарии планеты, где сейчас марсианская зима.
Данные, собранные космическим телескопом Джеймса Уэбба и их анализ может помочь астрономам определить состав атмосферы Марса и его поверхности. Так, обнаружено, что бассейн Эллады шириной 1 930 км выглядит темнее, чем его окрестности, даже в самое жаркое время марсианского дня в этом регионе. Потемнение является результатом того, что свет проходит через марсианскую атмосферу и поглощается углекислым газом.
Команде «Уэбба» также удалось представить первый спектр Марса, созданный при помощи спектрометра ближнего ИК-диапазона. Поскольку химические элементы поглощают и излучают свет на определенных длинах волн, планетологи могут использовать спектроскопию для изучения «отпечатков», которые различные химические вещества оставляют в свете, проходящем через атмосферу планеты, и определить ее состав.
Первоначальные результаты, полученные учеными, показывают спектральные особенности, которые могут предоставить информацию о марсианской пыли, ледяных облаках, составе атмосферы и типе горных пород, обнаруженных на поверхности планеты. Наблюдения с JWST также должны помочь определить присутствие воды, двуокиси углерода, окиси углерода и других химических соединений. В настоящее время команда JWST готовит документ, в котором предоставит свои выводы для экспертной оценки.
Ранее телескопу Джеймса Уэбба удалось заснять газового гиганта HIP 65426b — изображения вряд ли смогут впечатлить своим видом, однако они доказывают, что телескоп Джеймса Уэбба станет революционным инструментом для изучения даже самых мелких экзопланет и их атмосфер.