James Webb profundiza en la temperatura y la atmósfera de Marte

Aunque el Telescopio Espacial James Webb se construyó principalmente para observar las galaxias más tempranas y distantes, también se puede usar para una gran cantidad de otras observaciones científicas, incluida la observación de objetivos aquí mismo en nuestro propio sistema solar . Webb realizará un importante estudio de Júpiter y ya ha tomado imágenes de Neptuno . Ahora, Webb se ha utilizado para obtener una mirada fascinante a nuestro vecino planetario, Marte.

En realidad, es bastante difícil para Webb estudiar Marte porque está muy cerca y, por lo tanto, es muy brillante tanto en la porción de luz visible del espectro como en las longitudes de onda infrarrojas en las que Webb observa. El brillo puede sobresaturar los detectores que están diseñados para captar fuentes de luz muy débiles. Pero la cámara NIRCam de Webb pudo capturar la superficie marciana, con dos capturas de imágenes en diferentes longitudes de onda que se muestran a continuación.

Primeras imágenes de Webb de Marte, capturadas por su instrumento NIRCam.
Primeras imágenes de Webb de Marte, capturadas por su instrumento NIRCam el 5 de septiembre de 2022 [Programa de observación de tiempo garantizado 1415]. Izquierda: Mapa de referencia del hemisferio de Marte observado por la NASA y el Mars Orbiter Laser Altimeter (MOLA). Arriba a la derecha: imagen de NIRCam que muestra luz solar reflejada de 2,1 micras (filtro F212), que revela características superficiales como cráteres y capas de polvo. Abajo a la derecha: imagen NIRCam simultánea que muestra una luz emitida de ~4,3 micras (filtro F430M) que revela diferencias de temperatura con la latitud y la hora del día, así como el oscurecimiento de la cuenca de Hellas causado por efectos atmosféricos. El área amarilla brillante está justo en el límite de saturación del detector. NASA, ESA, CSA, STScI, equipo Mars JWST/GTO

La imagen de longitud de onda más corta, que se muestra en la parte superior, es similar a una imagen de luz visible y muestra características como cráteres y cuencas. La imagen de longitud de onda más larga, que se muestra a continuación, muestra cómo el planeta está irradiando calor. El punto más brillante es donde el sol está directamente sobre su cabeza, con regiones más frías hacia los polos. La cuenca de Hellas también parece más oscura, aunque esto no se debe a los efectos de la temperatura sino a los efectos de la altitud y la presión del aire.

Webb también pudo capturar Marte usando sus instrumentos de espectrometría. Estos pueden dividir la luz en diferentes longitudes de onda para ver la composición de un objeto; en este caso, observando la composición de la atmósfera marciana en su conjunto. Hay indicaciones claras de dióxido de carbono, agua y monóxido de carbono, y lo impresionante de esto es lo bien que se ajustan los datos al modelo de lo que ya sabemos sobre la atmósfera de Marte. Esto muestra cuán efectivos son los instrumentos de Webb para este tipo de trabajo de espectrometría, y cuán efectivo tiene el potencial de Webb para observar las atmósferas de los exoplanetas .

El primer espectro de infrarrojo cercano de Webb de Marte, capturado por el espectrógrafo de infrarrojo cercano.
El primer espectro de infrarrojo cercano de Webb de Marte, capturado por el espectrógrafo de infrarrojo cercano (NIRSpec) el 5 de septiembre de 2022, como parte del Programa de observación de tiempo garantizado 1415, 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, por ejemplo, el Generador de Espectro Planetario, se puede derivar la abundancia de determinadas moléculas en la atmósfera. NASA, ESA, CSA, STScI, equipo Mars JWST/GTO

La investigación que utiliza estos datos de Webb aún se está trabajando y aún no se ha publicado ni revisado por pares, por lo que no debe tomarse como definitiva. Pero demuestra cuán versátil puede ser una herramienta Webb, con más datos de Webb sobre Marte aún por venir.