土星环在新的近红外望远镜图像中闪闪发光

距离 NASA 的詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 向公众公布其首批发现已经过去了将近一年的时间。现在，JWST 将目光投向了环状行星土星。6 月 25 日，JWST 首次利用其强大的近红外相机 (NIRCam) 通过近红外观测捕捉到了土星的恒星图像。

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在望远镜观测到的红外波长下，这颗行星本身显得非常暗。行星中的甲烷气体吸收了几乎所有照射到大气层的阳光。其著名的冰环仍然相对明亮，这让土星看起来更加不寻常。

这张新照片是韦伯保证时间观测计划 1247 的一部分。对距离太阳第六远的行星进行了几张非常深的曝光，旨在测试 JWST 探测土星及其明亮光环周围暗淡卫星的能力。新发现的土星卫星可以帮助科学家更全面地描绘出该行星的当前系统及其过去的历史。

土星环系统以及该星球已知的 140 多颗卫星（土卫四、土卫二和土卫三）的细节清晰可见。更深的曝光将有助于团队探测土星上一些较暗的环，这些环在图片中是看不见的。这些环包括薄的 G 环和弥散的 E 环。土星环由岩石和冰碎片组成，颗粒大小不一，从小于一粒沙子到像地球上的山脉一样大。研究人员最近使用詹姆斯·韦伯太空望远镜探索土卫二，发现其南极喷出一股巨大的羽流，其中既有颗粒，也有大量的水蒸气。这股卫星羽流为土星的 E 环提供能量。

该图像还以令人惊讶和意想不到的细节展示了土星的大气层。卡西尼号航天器对大气层进行了更清晰的观测，但这是第一次在这个特定波长（3.23 微米）下如此清晰地观测到大气层，这是詹姆斯·韦伯太空望远镜独有的。该行星的北半球有大片、黑暗、弥散的结构，这些结构不遵循其纬线，因此根据 NASA 的说法，这幅图像缺乏土星深层大气层中常见的条纹状外观。

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在这张图片中，对比土星的南北极，可以看到与已知的地球季节变化典型的差异。土星的北极目前正处于夏季，南极则在冬季末期走出黑暗。然而，由于未知的季节性过程特别影响极地气溶胶，土星北极也显得特别黑暗。土星圆盘边缘有一丝亮光，这可能是由于一种称为高空甲烷荧光的过程造成的。在此过程中，光在被吸收后会发射出来。这也可能是由于电离层中的三氢离子 (H3+) 发射，或两种过程的结合。詹姆斯·韦伯太空望远镜的光谱可以帮助确认这种亮度背后的原因。

这些尚未经过同行评审的土星新数据将为著名的先驱者 11 号、航海者 1 号和 2 号任务以及卡西尼号太空飞船和哈勃望远镜数十年的工作增添新的内容。