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ジェームスウェッブ宇宙望遠鏡の環状惑星の観察で土星の環が輝く

2023-07-02 23:16:01 | 土星系
ジェームスウェッブ宇宙望遠鏡の環状惑星の観察で土星の環が輝く
編集者注: この投稿では、まだ査読プロセスを経ていない進行中のウェブ科学のデータに焦点を当てています。

背景はほとんど暗いです。 中心には濃いオレンジがかった茶色の円があり、その周りをいくつかの明るく明るく水平方向の白っぽいリングが囲んでいます。 これは土星とその輪です。 画像には 3 つの小さな器官のような点があります。1 つは惑星の左上、1 つは惑星のすぐ左、そして 1 つは惑星の左下です。 それらには、ディオネ、エンケラドゥス、テティスというラベルが付けられています。 地球の北極と南極ではわずかに暗い色合いがあります。 土星を取り囲む環は大部分が幅広で、より広い環の間にはいくつかの特異な狭い隙間があります。 惑星の右側では、リングにラベルが適用されます。 最も内側の太いリングには「C リング」というラベルが付いています。 その隣にある、より明るく幅広のリングには「B リング」というラベルが付いています。 さらに外側へ旅してみると、 小さな暗い隙間には「カッシーニ分裂」というラベルが付けられ、その前に「A リング」というラベルが付けられた別の太いリングが付けられます。 「A リング」内には、狭くてかすかなバンドが「エンケ ギャップ」とラベル付けされています。 最も外側の最も薄く、最も薄いリングには「F リング」というラベルが付けられます。
2023 年 6 月 25 日にジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡の NIRCam 機器によって撮影された土星とその衛星の一部の画像。このモノクロ画像では、NIRCam フィルター F323N (3.23 ミクロン) がオレンジの色合いでカラー マッピングされています。Space Telescope Science Institute から、ラベル付きとラベルなしの両方のフル解像度の画像をダウンロードします。クレジット: NASA、ESA、CSA、STScI、M. Tiscareno (SETI Institute)、M. Hedman (アイダホ大学)、M. El Moutamid (コーネル大学)、M. Showalter (SETI Institute)、L. Fletcher (University of University)レスター)、H. ハメル (AURA); J. DePasquale (STScI) による画像処理
2023 年 6 月 25 日、NASA のジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡は、有名な環状世界である土星に初めて近赤外線観測を行いました。ウェブの NIRCam (近赤外線カメラ) からの最初の画像は、すでに研究者を魅了しています。

メタンガスは大気に降り注ぐ太陽光のほぼすべてを吸収するため、望遠鏡で観測されるこの赤外線波長では土星自体が非常に暗く見えます。しかし、氷の環は比較的明るいままであるため、ウェッブ画像では土星の異常な外観が見られます。

この画像は、ウェッブ保証時刻観測プログラム 1247の一部として撮影されました。このプログラムには、土星の周囲の暗い月とその明るい輪を検出する望遠鏡の能力をテストするために設計された、土星の非常に深い露出がいくつか含まれていました。新たに発見された衛星は、科学者が土星の現在のシステムとその過去のより完全な全体像をまとめるのに役立つ可能性がある。

土星のこの新しい画像には、土星の環系内の詳細と、惑星の衛星のいくつか (ディオネ、エンケラドゥス、テティス) がはっきりと示されています。追加のより深い露光(ここには示されていない)により、研究チームは、薄い G リングや拡散 E リングなど、この画像では見えない惑星のより暗いリングのいくつかを探査できるようになります。土星の環は一連の岩石や氷の破片で構成されており、その粒子のサイズは砂粒より小さいものから、地球の山ほどの大きさのものまでさまざまです。研究者らは最近、ウェッブを利用してエンケラドゥスを探索し、粒子と大量の水蒸気の両方を含む月の南極から噴出する大きなプルームを発見した。このプルームは土星のE環に供給されている。

土星の大気も、驚くべき予期せぬ詳細を示しています。カッシーニ探査機は大気をより鮮明に観測しましたが、ウェッブに特有のこの特定の波長 (3.23 ミクロン) で惑星の大気をこれほど鮮明に観測したのは今回が初めてです。北半球にある大きくて暗い拡散構造は、土星の緯度線に沿っていないため、この画像には、土星のより深い大気層で通常見られるおなじみの縞模様の外観が欠けています。この斑点は、主雲の上空にある成層圏のエアロゾルに含まれる大規模な惑星波を彷彿とさせ、初期のウェブ NIRCam による木星の観測で見られたものと潜在的に類似しています。

この画像で惑星の北極と南極を比較すると、見た目の違いは土星の既知の季節変化に典型的なものです。たとえば、土星は現在北半球の夏を迎えており、南半球は冬の終わりに暗闇から姿を現します。しかし、北極は特に暗い。これはおそらく、特に極地のエアロゾルに影響を与える未知の季節過程によるものである。土星の円盤の端に向かって明るくなっているわずかなヒントは、高高度のメタン蛍光 (光を吸収した後に光を放出するプロセス)、電離層内の三水素イオン (H 3 + ) からの放射、またはその両方によるものである可能性があります。ウェッブの分光分析はこれを確認するのに役立つ可能性があります。

NASA のパイオニア 11 号、ボイジャー 1 号および 2 号、カッシーニ宇宙船、ハッブル宇宙望遠鏡などのミッションは、何十年にもわたって土星の大気と環を追跡してきました。ウェッブ氏によるこれらの観測結果は、科学チームがデータを深く掘り下げて査読結果を準備する際に、この天文台が今後数年間で土星の物語に何を加えるのかを示すヒントにすぎない。

科学クレジット

NASA、ESA、CSA、STScI、Matt Tiscareno (SETI Institute)、Matt Hedman (アイダホ大学)、Maryame El Moutamid (コーネル大学)、Mark Showalter (SETI Institute)、Leigh Fletcher (レスター大学)、Heidi Hammel (AURA) )

画像処理クレジット

J. デパスクアーレ (STScI)

著者について

ハイディ・B・ハンメルは、ウェッブの太陽系サイクル1保証時間観測(GTO)を主導するウェッブ学際科学者です。彼女はワシントン DC の天文学研究大学協会 (AURA) の科学担当副会長を務めています。
リー・フレッチャーは、イギリスのレスター大学の惑星科学の教授です。リーは、ここで取り上げたプログラム 1247 を含む、ウェッブのいくつかの時間保証観測プログラムの主任研究者です。
マット ティスカレノは、カリフォルニアの SETI 研究所の上級研究員で、惑星環を含む惑星系の力学を研究しています。彼は、土星の研究のためのウェッブ保証時間観測チームの重要なメンバーです。
画像の注釈なしバージョン:


背景はほとんど暗いです。 中心には濃いオレンジがかった茶色の円があり、その周りをいくつかの明るく明るく水平方向の白っぽいリングが囲んでいます。 これは土星とその輪です。 画像には 3 つの小さな器官のような点があります。1 つは惑星の左上、1 つは惑星のすぐ左、そして 1 つは惑星の左下です。 地球の北極と南極ではわずかに暗い色合いがあります。 土星を取り囲む環は大部分が幅広で、より広い環の間にはいくつかの特異な狭い隙間があります。 一番内側に太いリングがあり、その隣に明るく幅広のリングがあります。 さらに外側に進むと、別の厚いリングの前に小さな暗いギャップがあります。 太いリングには細い淡いバンドがあります。 次に、最も外側の、最もかすかな、最も薄いリングがあります。
Space Telescope Science Institute から、ラベル付きとラベルなしの両方のフル解像度の画像をダウンロードします。
著者サデウス・チェザーリ
ポストする2023年6月30日
カテゴリージェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡



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