双子座天文台 这张在红外光下显示木星整个圆盘的图像是由国际宝石观察站观察到的九个独立点的马赛克编辑而成的,该观察站是美国国家科学基金会2019年5月29日的一个项目
研究小组从每个点拍摄的38张“幸运成像”照片中,选择了最清晰的10%,将它们结合起来,对木星圆盘的九分之一进行成像
九个点的曝光叠加在一起,形成了一个清晰的全球视野
即使双子座只需要几秒钟就能在幸运的成像装置中创建每张图像,完成一组中的所有38次曝光也需要几分钟——足够让特征在磁盘上显著旋转
为了比较和组合这些图像,首先将它们映射到木星上的实际纬度和经度,使用圆盘的边缘作为参考
一旦马赛克被编辑成一个完整的圆盘,最终的图像是一些从地面拍摄的最高分辨率的木星红外图像
学分:国际双子座天文台/NOIRLab/NSF/AURA,M
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黄(加州大学伯克利分校)和团队致谢:马赫迪·扎马尼 研究人员使用一种被称为“幸运成像”的技术,在夏威夷的莫纳克亚用双子座北望远镜收集了一些从地面获得的最高分辨率的木星图像
这些图像是哈勃太空望远镜支持美国宇航局朱诺任务的多年联合观测计划的一部分
双子座的图像,结合哈勃和朱诺的观察,揭示了雷击,以及产生它们的一些最大的风暴系统,是在深水冰和液体云上方的大型对流单体中及其周围形成的
新的观察结果也证实了著名的大红斑中的黑斑实际上是云层中的空隙,而不是由于云的颜色变化
美国国家科学基金会NOIRLab的一个项目,利用国际双子座天文台进行了三年的成像观测,已经深入探索了木星的云顶
超清晰的双子座红外图像补充了哈勃的光学和紫外线观测以及朱诺飞船的无线电观测,揭示了这颗巨大行星的新秘密
加州大学伯克利分校的王敏德说:“双子座的数据至关重要,因为它们让我们能够定期深入探测木星的云层。”
“我们使用了一种非常强大的技术,叫做幸运成像,”王补充说
通过幸运成像,可以获得大量曝光时间非常短的图像,并且只有在地球大气层暂时稳定时,才使用最清晰的图像
这种情况下的结果是从地面获得的一些最清晰的木星红外图像
据黄说,“这些图像与从太空看到的景象不相上下
" 双子座北的近红外成像仪(NIRI)允许天文学家深入观察木星的强大风暴,因为较长波长的红外光可以穿过薄薄的薄雾,但被木星大气层中较厚的云层遮挡住
这在图像中产生了一种类似“南瓜灯”的效果,木星温暖、深厚的大气层透过行星厚厚的云层缝隙发光
在过去的三年里,由双子座和哈勃拍摄的详细的多波长木星图像已经被证明对“朱诺”号轨道飞行器的观测环境和理解木星的风型、大气波动和气旋至关重要
这两个望远镜与朱诺一起,可以观察木星的大气,作为一个由风、气体、热量和天气现象组成的系统,提供覆盖范围和洞察力,这与气象学家用来观察地球的气象卫星网络并无不同
这些木星大红斑的图像是利用哈勃太空望远镜和国际双子座天文台在2018年4月1日收集的数据拍摄的
通过结合几乎同时从两个不同的天文台获得的观测结果,天文学家能够确定大红斑上的暗特征是云层中的洞,而不是大量的暗物质
左上(全景)和左下(细节):哈勃拍摄的反射木星大气中云层的阳光(可见波长)图像显示了大红斑内部的黑暗特征
右上角:双子座同一区域的热红外图像显示热能以红外光的形式发出
凉爽的云层看起来像黑暗的区域,但是云层中的清晰区域允许明亮的红外辐射从下面较温暖的层中逸出
中下部:哈勃拍摄的紫外线图像显示阳光从大红斑上方的薄雾中散射回来
大红斑在可见光中呈现红色,因为霾吸收蓝色波长
哈勃数据显示,雾霾甚至在更短的紫外线波长下继续吸收
右下角:哈勃和双子座数据的多波长组合显示可见光为蓝色,热红外为红色
综合观察显示,红外线明亮的区域是空旷地带或云层较少阻挡内部热量的地方
哈勃和双子座的观测为朱诺的第12次穿越(佩里约夫12号)提供了广阔的视野
信用:美国宇航局,欧空局,和M
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王(加州大学伯克利分校)和团队 绘制巨型闪电风暴图 朱诺在每次近距离飞越木星云层时,都会探测到由强大的闪电产生的无线电信号,这些闪电被称为sferics(大气的简称)和whistler(之所以被称为whistler,是因为它们在无线电接收器上引起类似口哨的声音)
只要有可能,双子座和哈勃聚焦木星,获得这颗巨大行星的高分辨率、大面积地图
“朱诺”号的仪器可以确定星群信号和哨声信号的纬度和经度坐标
借助双子座和哈勃的多波长图像,研究人员现在可以探测这些位置的云结构
通过结合这三条信息,研究小组发现,雷击以及产生雷击的一些最大的风暴系统,是在水冰和液体的深云上方的大型对流单体中及其周围形成的
“科学家跟踪闪电是因为它是对流的标志,对流是将木星内部热量输送到可见云顶的湍流混合过程,”王解释说
朱诺看到的最大闪电集中来自一个被称为“丝状气旋”的旋涡风暴
“来自双子座和哈勃的图像显示了气旋的细节,揭示了它是一个扭曲的高对流云的集合,有很深的间隙,可以瞥见下面很远的水云
“正在进行的对闪电来源的研究将有助于我们理解木星上的对流是如何不同于或类似于地球大气中的对流,”黄评论道
国际双子座天文台最近与哈勃太空望远镜和朱诺探测器合作,对木星的风暴进行观察,看看是什么驱动了它们
荣誉:国际双子座天文台/NOIRLab/NSF/AURA,欧空局/哈勃,美国航天局/JPL-加州理工学院/SwRI,硕士
科恩默瑟,男
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王(加州大学伯克利分校)和团队,男
马尼教
音乐:斯坦达特——黑暗之塔(斯坦达特
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大红斑中的发光特征 在扫描气体巨物寻找云层间隙时,双子座在大红斑中发现了一个泄露秘密的辉光,表明可以清楚地看到更深、更温暖的大气层
“类似的特征以前在大红斑也曾出现过,”JPL的小组成员格伦·奥顿说,“但是可见光观测无法区分较暗的云物质和木星温暖内部较薄的云层,所以它们的性质仍然是个谜。”
" 现在有了双子座的数据,这个谜就解开了
哈勃的可见光图像显示大红斑中有一个暗半圆形,双子座使用红外光拍摄的图像显示该区域有一个明亮的弧形
这种来自木星内部热量的红外线会被较厚的云层阻挡,但可以不受阻碍地穿过木星朦胧的大气层
通过将这些特征视为明亮的红外热点,双子座确认它们是云层中的空隙
尽管早期的观测已经在大红斑中看到了黑暗的特征,但在哈勃和双子座同时进行观测之前,它内部快速旋转的风掩盖了这些斑点的真实性质
这幅关于闪电、对流塔(雷雨头)、深水云和木星大气中的透明物的插图是基于朱诺飞船、哈勃太空望远镜和国际双子座天文台收集的数据
朱诺探测闪电放电产生的无线电信号
因为无线电波可以穿过木星的所有云层,朱诺能够探测到云层深处的闪电以及木星白天的闪电
哈勃探测到从木星大气中的云层反射回来的阳光
不同的波长穿透云层的不同深度,使研究人员能够确定云顶的相对高度
双子座绘制了冷云的厚度,这些冷云阻挡了来自云下较暖大气层的热红外光
在红外地图上,厚厚的云层看起来很暗,而空旷的地方却很亮
观测结果的组合可用于绘制三维云结构图,并推断大气环流的细节
潮湿空气上升(上升流和主动对流)的地方会形成浓密高耸的云层
干燥空气下沉(下沉)的地方形成空地
图中显示的云层比地球相对较浅的大气层中类似的对流塔高出五倍
图示区域的水平跨度比美国大陆大三分之一
学分:美国宇航局,欧空局,M
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王(加州大学伯克利分校)和A
詹姆斯和M
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卡鲁泽斯(科技科学) “双子座北NIRI是美国和国际双子座合作研究人员获得木星在这个波长的详细地图的最有效的方法,”黄解释说
双子座在木星上实现了500公里(300英里)的分辨率
领导这次观测的双子天文学家安德鲁·斯蒂芬斯说:“在这个分辨率下,望远镜可以分辨从纽约市看到的迈阿密一辆汽车的两个前灯。”
“这些协调一致的观测再次证明,通过将双子座望远镜的能力与免费的地基和天基设施相结合,突破性的天文学成为可能,”国家科学基金会(双子座的美国资助机构)的天文学项目主任马丁·斯蒂尔说
“国际双子座合作伙伴关系提供了一个开放的途径,结合了大型望远镜的收集区域、灵活的时间安排和广泛的可互换仪器选择
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