迄今最清晰圖像!紅外波段的土星衛星「泰坦」

2021-01-19 天文物理

這六張土星衛星泰坦的紅外圖像代表了迄今為止最清晰、最無縫的全球視野。這些圖像是利用美國宇航局卡西尼號宇宙飛船上的視覺和紅外成像光譜儀(VIMS)採集的13年數據得出的。在卡西尼號執行任務的過程中，卡西尼在不同的光照和觀察條件下進行了大量不同的觀測，為了順利地將這些觀測數據結合在一起，這些圖像是集中努力的結果。之前土衛六的VIMS地圖(例如PIA02145)顯示了圖像解析度和光照條件的巨大差異，導致了地表不同區域之間明顯的接縫。


隨著接縫的消失，這組新收集到的圖像是迄今為止，如果不是因為月球的朦朧大氣，土衛六的地球在普通的觀察者看來可能是什麼樣子，而且很可能在未來一段時間內不會被取代。在光譜的可見區域觀察土衛六的表面是很困難的，因為環繞月球的薄霧籠罩著整個地球。這主要是因為土衛六上層大氣中的一種叫做懸浮微粒的小粒子強烈地散射可見光。但土衛六的表面可以通過一些紅外線「窗口」更容易成像——紅外線波長，在那裡光的散射和吸收要弱得多。這就是VIMS儀器的優勢所在，分離煙霧以獲得泰坦表面的清晰圖像。(為了便於比較，圖B顯示了在可見光下的土衛六，PIA11603也是如此。)

圖片：NASA/JPL-Caltech/Stéphane Le Mouélic, University of Nantes, Virginia Pasek, University of Arizona


製作土衛六VIMS圖像一直是一個挑戰，因為這些數據是在許多不同的飛行中獲得的，不同的觀測幾何和大氣條件。其中一個結果是，非常突出的接縫出現在鑲嵌物中，這對於成像科學家來說是很難去除的。但是通過對數據的艱苦和詳細的分析，以及耗時的手工處理，接縫大部分已經被移除。這是對之前在PIA20022中討論的工作的更新。任何全彩色圖像都由三個顏色通道組成：紅色、綠色和藍色。三種顏色通道結合在一起形成這些視圖，每一種都是利用兩種不同波長(1.59/1.27微米[紅色]、2.03/1.27微米[綠色]和1.27/1.08微米[藍色])的土衛六表面亮度的比值產生的。


這種技術(稱為「帶寬比」技術)減少了接縫的突出度，同時強調了土衛六表面材料的細微光譜變化。例如月球的赤道沙丘在這裡呈現出一致的棕色。還有一些藍色和紫色的區域可能與其他明亮區域的成分不同，可能在水冰中富集。從這組獨特的圖像中可以清楚地看出，土衛六擁有一個複雜的表面，擁有無數的地質特徵和組成單位。VIMS儀器為未來的紅外儀器鋪平了道路，這些儀器能夠以更高的解析度成像土衛六，揭示出卡西尼儀器無法探測到的特徵。


博科園-科學科普｜文：Astrobiology Magazine

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