JWST 下的火星新面貌

海盜號拍攝的火星。©NASA/JPL-Caltech

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST) 在揭示宇宙最遙遠星體的面目後，將目光轉向我們的鄰居：火星。

JWST的觀測波段為紅外光，主要設計用於觀測宇宙中最遙遠的黯淡星體，而火星相對於這些天體就像一盆炙熱明亮的火爐。由於熱量會發出紅外光（熱輻射），所以火星的紅外影像中包括許多溫度資訊，當然還有壯觀的景象。為了避免高亮度導致的過度飽和，除了曝光時間極短外，還必須靠影像與資料處理技術來調整。

圖左是模擬的火星半球及可見特徵，右上方為2.1微米影像，可以看出如隕石坑和塵土等。右下方4.3微米影像則是在太陽加熱下的火星大氣熱分布圖。©NASA, ESA, CSA, STScI, Mars JWST/GTO

2.1微米影像呈現的主要是火星表面反射的陽光，所以與光學波長下看到的非常類似。但是4.3微米影像主要是火星大氣層的熱輻射，所以太陽直射處最溫暖處也最亮。

但左下角處有一塊暗斑，這是火星上巨大的撞擊盆地 Hellas Planitia，也是太陽系最大的隕石坑之一。但實際上這並不是Hellas造成的熱效應，而是因為Hellas盆地較低，上方的大氣層較厚，導致某些波長會在被特定大氣分子吸收、再幅射的過程中被減弱，因此在4.1-4.4微米影像中產生了亮度較弱的暗斑。科學家目前已經在火星的近紅外光譜中，發現二氧化碳、一氧化碳和水等分子。

研究團隊正在進一步分析這些觀測資料，並準備發表論文提出相關新發現。

JWST拍攝的火星光譜顯示出大氣中元素，包括CO、CO2和H2O等。©NASA, ESA, CSA, STScI, Mars JWST/GTO team