相隔160萬(wàn)公里，韋伯望遠(yuǎn)鏡拍攝的火星，超出以往認(rèn)知

不久前韋伯望遠(yuǎn)鏡發(fā)布了它拍攝的首批火星圖像，以及相關(guān)的光譜數(shù)據(jù)，這些照片是韋伯望遠(yuǎn)鏡在距離火星160萬(wàn)千米的太空中，用近紅外相機(jī)拍攝的。

由于韋伯太空望遠(yuǎn)鏡主要用紅外線來(lái)觀察宇宙，所以它對(duì)火星的首次觀測(cè)讓我們可以用一個(gè)全新的視角來(lái)研究這個(gè)鄰居。

很多人會(huì)想，韋伯望遠(yuǎn)鏡能夠看到百億光年之外的深空景象，看近在咫尺的火星豈不是易如反掌？

其實(shí)不然

韋伯望遠(yuǎn)鏡的主要任務(wù)是觀測(cè)極端遙遠(yuǎn)的昏暗天體，所以它的近紅外相機(jī)十分靈敏，對(duì)微弱的紅外線有極強(qiáng)的反饋，火星距離地球相對(duì)較近，發(fā)出的紅外線自然也十分明亮，如果掌控不好曝光時(shí)間，火星的紅外光很有可能會(huì)刺傷韋伯望遠(yuǎn)鏡的儀器。

因此科學(xué)家用了極短的曝光時(shí)間，并使用了特殊的方式來(lái)分析數(shù)據(jù)，這些圖像和光譜能夠顯示火星的天氣模式，沙塵暴，甚至是季節(jié)引起的環(huán)境變化，科學(xué)家用它們來(lái)研究火星的短期現(xiàn)象。

此外，韋伯望遠(yuǎn)鏡還能夠在一次觀測(cè)中觀察到火星在不同時(shí)間內(nèi)發(fā)生的事件，用兩種不同波長(zhǎng)的光顯示出不同的特征。

本次韋伯望遠(yuǎn)鏡拍攝的是火星東半球的一個(gè)區(qū)域，分別用了2.1微米的紅外光和4.3微米的紅外光，較短的波長(zhǎng)的圖像以太陽(yáng)的反射光為主，它展示了火星表面細(xì)節(jié)，類似于我們用肉眼看到的地表特征。

波長(zhǎng)較長(zhǎng)的4.3微米紅外光圖像展現(xiàn)的是火星自身發(fā)出的熱輻射，它的亮度和火星地表溫度以及大氣溫度有關(guān)，越明亮的地方溫度就越高，最明亮的部分正是太陽(yáng)垂直火星上空的地方，而兩極地區(qū)則因?yàn)樘��?yáng)輻射逐漸減少而亮度遞減。

另一方面火星的北半球正處于冬季，所以也顯示出了較暗的顏色。

韋伯望遠(yuǎn)鏡的收集的圖像不僅可以反應(yīng)出行星的溫度分布狀況，還可以側(cè)面顯示火星大氣和表面的化學(xué)成分，可以看到在這張照片最明亮的區(qū)域中有一個(gè)比周圍都暗的暗斑，即便是在火星中一天最熱的時(shí)候也是如此，顯得有些格格不入。

難道是因?yàn)闇囟仍谶@個(gè)區(qū)域驟降了嗎？

這個(gè)較暗的區(qū)域是海拉斯盆地，它是太陽(yáng)系最大的隕石撞擊坑之一，假如在地球上，它的范圍可以從北京綿延到廣州，總直徑達(dá)到了1930千米，海拉斯盆地的海拔較低，所以它的上空大氣壓就較高。

較高的大氣壓能夠?qū)е乱环N叫“壓力增寬”的效應(yīng)，它可以讓在特定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的熱輻射受到抑制，穿越這個(gè)大氣區(qū)域內(nèi)的紅外光被大氣層內(nèi)二氧化碳吸收的比例更高，所以它會(huì)顯得比周圍都要暗很多。

除過(guò)圖像之外，韋伯望遠(yuǎn)鏡還利用它的近紅外光譜測(cè)量到了火星新的光譜數(shù)據(jù)，一些化學(xué)元素會(huì)在特長(zhǎng)波長(zhǎng)下吸收和發(fā)射光線，它就像化學(xué)物質(zhì)在大氣層光線內(nèi)留下的指紋，不同的元素有不同的光譜特征。

通過(guò)分析光譜，我們就可以了解到火星上的物質(zhì)分布和構(gòu)成。

這些光譜被分類編碼為火星塵埃、冰云、大氣層以及地表巖石，等待進(jìn)一步的觀測(cè)后還可以確定水和二氧化碳等其他化學(xué)成分的信息，最讓人感興趣的還是火星上的甲烷。

通過(guò)甲烷我們不僅可以探尋火星上曾經(jīng)有過(guò)的地質(zhì)活動(dòng)，還可以尋找神秘的火星生命。

雖然外星生命體內(nèi)的化學(xué)成分可能與地球的完全不同，但只要是碳基生命，甲烷的生成都是最基本的身體代謝策略，一般來(lái)說(shuō)火山噴發(fā)時(shí)會(huì)把甲烷帶到大氣中，但大氣的中的甲烷并不穩(wěn)定，很容易被光的化學(xué)反應(yīng)所破壞。

而生物的新陳代謝則可以持續(xù)地補(bǔ)充甲烷，使大氣中始終含有穩(wěn)定的甲烷元素，所以甲烷對(duì)于發(fā)現(xiàn)外星生命來(lái)說(shuō)，有著極為重要的意義。

在目前人類的能力范圍之內(nèi)

火星仍然是移民的最佳目的地.它有著和地球相近的軌道周期，存在一年的四季變化，同樣都有南北極區(qū)分和漫長(zhǎng)的地質(zhì)變遷過(guò)程，可以在這里看到類似地球的多樣地貌。

未來(lái)我們還將對(duì)火星進(jìn)行更多的探測(cè)和研究，直至有一天建立人類的第二家園。