Il telescopio spaziale James Webb ha osservato il pianeta Marte sfruttando la sua capacità unica nell’infrarosso.

L’esclusivo punto di osservazione del James Webb, a quasi 1,5 milioni di chilometri di distanza nel punto L2 di Lagrange tra Sole e Terra, ha consentito una visione unica del disco di Marte (la porzione del lato illuminato dal sole che si trova di fronte al telescopio). Webb ha potuto acquisire immagini e spettri con la risoluzione necessaria per studiare fenomeni a breve termine come tempeste di polvere, modelli meteorologici, cambiamenti stagionali e, in una singola osservazione, processi che si verificano in momenti diversi (giorno, tramonto e notte) di un giorno marziano.

Le prime immagini del James Webb di Marte a confronto con una mappa di riferimento della superficie. Credit: Team NASA/ESA/CSA/STScI e Mars JWST/GTO

Marte osservato nell’infrarosso

Poiché è così vicino, il Pianeta Rosso è uno degli oggetti più luminosi nel cielo notturno in termini sia di luce visibile (che gli occhi umani possono vedere) che di luce infrarossa che James Webb è progettato per rilevare. Questo rappresenta una bella sfida per l’osservatorio, che è stato costruito per rilevare la luce estremamente debole delle galassie più distanti dell’universo. Gli strumenti di Webb sono così sensibili che, senza speciali tecniche di osservazione, la brillante luce infrarossa di Marte è accecante, causando un fenomeno noto come “saturazione del rivelatore”. Gli astronomi si sono adattati all’estrema luminosità di Marte utilizzando esposizioni molto brevi, misurando solo parte della luce che ha colpito i rivelatori e applicando speciali tecniche di analisi dei dati.

Le prime immagini di Marte di Webb, catturate dalla Near-Infrared Camera (NIRCam), mostrano una regione dell’emisfero orientale del pianeta a due diverse lunghezze d’onda, o colori della luce infrarossa.

Marte
Marte (immagine composta da circa 100 immagini di Viking Orbiter). Credit: NASA / JPL-Caltech / USGS

Mentre le normali immagini di Marte mostrano differenze di luminosità integrate su un gran numero di lunghezze d’onda, da un luogo all’altro del pianeta in un determinato giorno e ora, lo spettro infrarosso mostra invece le sottili variazioni di luminosità tra centinaia di diverse lunghezze d’onda rappresentative del pianeta nel suo insieme.

L’analisi preliminare rivela che i cali spettrali compaiono a lunghezze d’onda specifiche in cui la luce viene assorbita dalle molecole nell’atmosfera di Marte, in particolare anidride carbonica, monossido di carbonio e acqua. Altri dettagli rivelano informazioni su polvere, nuvole e caratteristiche della superficie. Costruendo un modello dello spettro più adatto, utilizzando, ad esempio, il generatore di spettro planetario, è possibile derivare l’abbondanza di determinate molecole nell’atmosfera.

Il primo spettro a infrarosso di Marte ottenuto dal James Webb. Credit: NASA/ESA/CSA/STScI e Mars JWST/GTO team

Gli astronomi analizzeranno le caratteristiche dello spettro per raccogliere ulteriori informazioni sulla superficie e l’atmosfera del pianeta.

In futuro, James Webb utilizzerà questi dati di imaging e spettroscopici per esplorare le differenze regionali in tutto il pianeta e per cercare speciali tracce nell’atmosfera, inclusi metano e acido cloridrico.

Riferimenti: ESA

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