韋伯望遠鏡和凱克天文台所拍攝的土衛泰坦新影像

2022年11月4日JWST所拍攝土衛泰坦的近紅外圖像（左），隨後凱克天文台的NIRC2在2022年11月6日（中）和2022年11月7日（右）以自適應光學系統拍攝。NASA / STScI / W. M. Keck Observatory / Judy Schmidt

土衛六泰坦(Titan)是太陽系中唯一擁有濃厚大氣層的衛星，也是除了地球外，目前所知唯一擁有液態河流、湖泊和海洋的世界。人類最近一次近距離觀測它是在2017年4月的卡西尼任務。現在夏威夷凱克天文臺(W.M.Keck)和距離地球160萬公里的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡(JWST)連袂觀測這顆被重重霧霾覆蓋的土星衛星。

泰坦的平均溫度為-179°C，水都結成了堅硬的冰，所以在河流、雲層中循環的主要分子不是水而是甲烷。而所有地表和大氣活動都隱藏在複雜有機分子的濃厚霧霾下。

JWST 在11月5日傳回了以近紅外光穿透泰坦的霧霾，所拍攝其表面特徵以及大氣中的雲層。

2022年11月4日，JWST的近紅外相機 (NIRCam) 拍攝的土星衛星泰坦影像。左圖：使用F212N，波長 2.12微米濾鏡拍攝的影像，呈現出泰坦低層大氣狀態，亮點是北半球的雲層。右圖：NIRCam 組合各種濾鏡的影像，藍色=F140M（1.40微米），綠色=F150W（1.50微米），紅色=F200W（1.99微米），亮度=F210M（2.09微米）。並標示出幾個特殊的表面特徵。Kraken 海是一個甲烷海；Belet 則是深色沙丘；Adiri 為一個明亮的高反照率區域。NASA / ESA / CSA / A. Pagan (STScI); Science: JWST Titan GTO Team.

JWST 泰坦 GTO 小組研究主題為泰坦的氣候、組成與雲層，計畫主持人Nixon 對 JWST 拍攝到的泰坦雲層影像非常興奮，因為這驗證了電腦模型對泰坦氣候的長期預測，在夏季後期，當表面被太陽加熱時，雲層很容易在中北半球形成。並立即與凱克泰坦觀測小組聯繫，以自適應光學系統進行後續的觀測，減少地球大氣造成的模糊。凱克天文台的觀測顯示，雲層似乎會隨著泰坦自轉而移動，並可能改變形狀。

2022年11月4日至11月6日期間，JWST NIRCam（左）和凱克NIRC-2（右）觀測到泰坦在 30小時內的雲層變化。泰坦正從左（黎明）向右（傍晚）自轉。雲層A正轉進入視野，而雲層B似乎正在消散或移動到泰坦後方。在泰坦或地球上，雲層持續時間並不長，所以11月4日看到的雲層可能與11月6日看到的雲層不一樣。NIRCam 使用 藍色=F140M（1.40微米），綠色=F150W（1.50微米），紅色=F200W（1.99微米），亮度=F210M（2.09微米）所拍攝影像組合。Keck NIRC-2 影響為紅色=He1b（2.06微米），綠色=Kp（2.12微米），藍色=H2 1-0（2.13微米）的組合。NASA / ESA / CSA / W. M. Keck Observatory / A. Pagan (STSCI); Science: Webb Titan GTO tram

雖然JWST和Keck的影像都顯示了雲層的位置，但JWST的光譜中包含了更多的訊息，透過近紅外光的不同波長，天文學家可以推測雲層和霧霾的高度。Nixon的團隊將繼續分析這些影像數據，並計劃進行更多的JWST觀測。

NASA Releases New JWST And W. M. Keck Observatory Images Of Titan, Saturn’s Moon