Webb ve Keck Teleskop Ekibi, Satürn’ün Ay Titanına Eşsiz Bakış İçin – “Kesinlikle Olağanüstü!”

5 Kasım Cumartesi sabahı, gezegen bilimcilerden oluşan uluslararası bir ekip, gezegenin ilk Webb görüntüleriyle büyük bir keyifle uyandı. Satürnen büyük uydusu Titan. Burada, Baş Araştırmacı Conor Nixon ve Garantili Zaman Gözlemi (GTO) ile ilgili diğerleri programı 1251 Titan’ın atmosferini ve iklimini araştırmak için Webb’i kullanan ekip, verileri gördüklerinde ilk tepkilerini anlatıyor.

Satürn’ün en büyük uydusu Titan, güneş sistemindeki yoğun bir atmosfere sahip tek aydır ve aynı zamanda Dünya dışında şu anda nehirleri, gölleri ve denizleri olan tek gezegendir. Bununla birlikte, Dünya’nın aksine, Titan’ın yüzeyindeki sıvı, sudan değil, metan ve etan içeren hidrokarbonlardan oluşur. Atmosferi, yüzeyden yansıyan görünür ışığı engelleyen kalın bir pusla doludur.

Büyüleyici hava düzenleri ve gaz bileşimi de dahil olmak üzere Titan’ın atmosferini incelemek için Webb’in kızılötesi görüşünü kullanmak ve ayrıca yüzeydeki albedo özelliklerini (parlak ve koyu lekeler) incelemek için pusların ötesini görmek için yıllarca bekledik. Titan’ın atmosferi inanılmaz derecede ilginç, sadece metan bulutları ve fırtınaları nedeniyle değil, aynı zamanda bize Titan’ın geçmişi ve geleceği hakkında söyleyebilecekleri – her zaman bir atmosferi olup olmadığı da dahil olmak üzere. İlk sonuçlardan kesinlikle memnun kaldık.

Universite Paris Cité’den ekip üyesi Sebastien Rodriguez yeni resimleri ilk gören oldu ve geri kalanımızı e-posta yoluyla uyardı: “Bu sabah ne güzel bir uyanış (Paris saati)! Posta kutumda bir sürü uyarı var! Doğrudan bilgisayarıma gittim ve hemen verileri indirmeye başladım. İlk bakışta, tek kelimeyle olağanüstü! Sanırım bir bulut görüyoruz!” Webb Solar System GTO Proje Lideri Astronomi Araştırma Üniversiteleri Birliği’nden (AURA) Heidi Hammel de benzer bir tepki verdi: “Harika! Bulutu ve bariz albedo işaretlerini görmeyi seviyorum. Spektrumları sabırsızlıkla bekliyorum! Hepinizi tebrik ederim!!! Teşekkürler!”

Webb NIRCam (solda) ve Keck NIRC-2 (sağda) tarafından görüldüğü gibi, 4 Kasım ile 6 Kasım 2022 arasında Titan’daki bulutların 30 saatlik evrimi. Titan’ın burada görülen arka yarım küresi, Dünya ve Güneş’ten görüldüğü gibi soldan (şafak) sağa (akşam) doğru dönmektedir. A Bulutu görüş alanına dönerken, B Bulutu ya dağılıyor ya da Titan’ın kolunun arkasında hareket ediyor gibi görünüyor (bizden uzağa bakan yarım küreye doğru). Bulutlar Titan veya Dünya’da uzun ömürlü değildir, bu nedenle 4 Kasım’da görülenler 6 Kasım’da görülenlerle aynı olmayabilir. NIRCam görüntüsü şu filtreleri kullandı: Mavi=F140M (1,40 mikron), Yeşil=F150W (1,50 mikron), Kırmızı=F200W (1,99 mikron), Parlaklık=F210M (2,09 mikron). Kullanılan Keck NIRC-2 görüntüsü: Kırmızı=He1b (2,06 mikron), Yeşil=Kp (2,12 mikron), Mavi=H2 1-0 (2,13 mikron). Kredi: NASA, ESA, CSA, WM Keck Gözlemevi. A. Pagan (STScI). Bilim: Webb Titan GTO Ekibi

Böylece çılgın bir faaliyet günü başladı. Webb’in Yakın Kızılötesi Kamerası (NIRCam) tarafından çekilen farklı görüntüleri karşılaştırarak, kısa süre sonra Titan’ın kuzey yarım küresinde görünen parlak bir noktanın aslında büyük bir bulut olduğunu doğruladık. Çok geçmeden ikinci bir bulut fark ettik. Bulutları tespit etmek heyecan verici çünkü Titan’ın iklimi hakkında bilgisayar modellerinden elde edilen uzun süredir devam eden tahminleri doğruluyor.

Daha sonra, bulutların hareket edip etmediğini veya şekil değiştirip değiştirmediğini öğrenmenin önemli olduğunu fark ettik, bu da Titan’ın atmosferindeki hava akışı hakkında bilgi verebilir. Bu nedenle, o akşam Hawai’i’deki Keck Gözlemevini kullanarak takip gözlemleri talep etmek için meslektaşlarımıza hızla ulaştık. Webb Titan ekibimiz, Conor Nixon’a NASAGoddard Uzay Uçuş Merkezi, Imke de Pater’e şu adreste yazdı: Kaliforniya Üniversitesi, Berkeleyve California Institute of Technology’den (Caltech) Katherine de Kleer, Keck’i kullanma konusunda geniş deneyime sahip: “Dün gece Webb’den Titan’ın ilk görüntülerini aldık. Çok heyecan verici! Kraken Mare yakınlarındaki kuzey kutup bölgesinin üzerinde büyük bir bulut var gibi görünüyor. Bulutta herhangi bir gelişme görmek için Keck hakkında hızlı bir takip gözlemi yapmayı mı merak ediyorduk?

Keck personeli ve o akşam teleskopu kullanması planlanan gözlemcilerle yapılan görüşmelerin ardından, Imke ve Katherine hemen bir dizi gözlem sıraladılar. Amaç, Titan’ı stratosferinden yüzeyine kadar incelemek, Webb ile gördüğümüz bulutları yakalamaya çalışmaktı. Gözlemler bir başarıydı! Imke de Pater şu yorumu yaptı: “İki gün sonra Keck ile Titan’a baktığımızda bulutların gitmiş olacağından endişeliydik, ancak aynı konumlarda şekil değiştirmiş gibi görünen bulutların olması bizi sevindirdi.”

Keck verilerini aldıktan sonra, yorumlamalarına yardımcı olması için atmosferik modelleme uzmanlarına başvurduk. Bu uzmanlardan biri olan Juan Lora, Yale Üniversitesi, şunları söyledi: “Gerçekten heyecan verici! Bu sezon için iyi bir bulut etkinliği öngördüğümüz için bunu gördüğümüze sevindim! 4 Kasım’da bulutlardan emin olamayız^inci ve 6^inci aynı bulutlar, ancak mevsimsel hava modellerinin bir teyidi.”

Ekip ayrıca Webb’in Yakın Kızılötesi Spektrografı (NIRSpec) ile spektrum topladı; bu, Keck gibi Dünya atmosferi tarafından yer tabanlı teleskoplara engellenen birçok dalga boyuna erişmemizi sağlıyor. Hâlâ analiz etmekte olduğumuz bu veriler, Titan’ın alt atmosferinin ve yüzeyinin bileşimini gerçekten araştırmamızı sağlayacak. cassini uzay aracının yapamadığı ve güney kutbu üzerinde görülen parlak özelliğin neden olduğu hakkında daha fazla bilgi edinmek.

Mayıs veya Haziran 2023’te NIRCam ve NIRSpec’ten daha fazla Titan verisi ve Webb’in Orta Kızılötesi Aracından (MIRI) ilk verilerimizi bekliyoruz. MIRI verileri, sahip olduğumuz bazı dalga boyları da dahil olmak üzere Titan’ın spektrumunun daha da büyük bir bölümünü ortaya çıkaracaktır. daha önce hiç görülmemiş Bu bize Titan’ın atmosferindeki karmaşık gazlar hakkında bilgi vermenin yanı sıra Titan’ın neden Güneş Sisteminde yoğun bir atmosfere sahip tek uydu olduğunu çözmek için çok önemli ipuçları verecek.

Paris Cité Üniversitesi’nde yüksek lisans öğrencisi olan Maël Es-Sayeh, özellikle şu gözlemleri dört gözle bekliyor: “Doktora araştırmamda Webb’in verilerini kullanacağım, bu yüzden yıllarca süren simülasyonlardan sonra nihayet gerçek verileri elde etmek çok heyecan verici. . Gelecek yıl ikinci bölümde neler olacağını görmek için sabırsızlanıyorum!”

Yazarlar Hakkında

• Conor Nixon, Greenbelt, Maryland’deki NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nde gezegen bilimcisidir ve Webb Döngüsü 1 Garantili Zaman Gözlemi’nde Baş Araştırmacı olarak görev yapmaktadır. programı 1251.
• Yardımcı Araştırmacı Heidi Hammel bir gezegen bilimcisidir. AURA’da Bilimden Sorumlu Başkan Yardımcısıdır ve JWST Güneş Sistemi Bilim Grubuna liderlik etmektedir.
• Yardımcı Araştırmacı Sébastien Rodriguez, Fransa’daki Universite Paris Cité’deki Institut de Physique du Globe de Paris’te gezegen bilimcisidir.
• Imke de Pater, Berkeley’deki California Üniversitesi’nde fahri astronomi profesörüdür ve Keck Titan Gözlem Ekibinin lideridir.
• Katherine de Kleer, California, Pasadena’daki Caltech’te Gezegen Bilimi ve Astronomi alanında Yardımcı Doçenttir ve Keck Titan Gözlem Ekibinin bir üyesidir.
• Juan Lora, Connecticut, New Haven’daki Yale Üniversitesi’nde Yer ve Gezegen Bilimleri alanında yardımcı doçenttir.
• Maël Es-Sayeh, Fransa’daki Universite Paris Cité’deki Institut de Physique du Globe de Paris’te gezegen bilimleri alanında yüksek lisans öğrencisidir.

Not: Bu gönderi, henüz akran değerlendirmesi sürecinden geçmemiş olan Webb biliminin devam eden verilerini vurgulamaktadır.