Il telescopio spaziale James Webb ha catturato le sue prime immagini e spettri di Marte il 5 settembre 2022. Il telescopio, una collaborazione internazionale tra NASA, Agenzia Spaziale Europa (ESA) e Agenzia Spaziale Canadese (CSA), offre una prospettiva unica con la sua sensibilità agli infrarossi sul nostro pianeta vicino, integrando i dati in raccolti da orbiter, rover e altri telescopi.
L’esclusivo punto di osservazione di Webb a quasi 1,5 milioni di chilometri di distanza nel punto Lagrange 2 Sole-Terra (L2) offre una vista del disco osservabile di Marte (la porzione del lato illuminato dal sole che si trova davanti al telescopio). Di conseguenza, Webb può acquisire immagini e spettri con la risoluzione spettrale necessaria per studiare fenomeni a breve termine come tempeste di polvere, pattern meteorologici, cambiamenti stagionali e, in una singola osservazione, processi che si verificano in momenti diversi (giorno, tramonto e notte) di un giorno marziano.
Poiché è così vicino, il Pianeta Rosso è uno degli oggetti più luminosi nel cielo notturno in termini sia di luce visibile (che gli occhi umani possono vedere) che di luce infrarossa che Webb è progettato per rilevare. Ciò pone sfide speciali all’osservatorio, che è stato costruito per rilevare la luce estremamente debole delle galassie più distanti dell’universo. Gli strumenti di Webb sono così sensibili che, senza speciali tecniche di osservazione, la brillante luce infrarossa di Marte è accecante, causando un fenomeno noto come “saturazione del rilevatore”. Gli astronomi si sono adattati all’estrema luminosità di Marte utilizzando esposizioni molto brevi, misurando solo parte della luce che ha colpito i rilevatori e applicando speciali tecniche di analisi dei dati.
Le prime immagini di Marte di Webb, catturate dalla Near-Infrared Camera (NIRCam), mostrano una regione dell’emisfero orientale del pianeta a due diverse lunghezze d’onda. Questa immagine mostra, sulla sinistra, una mappa di riferimento della superficie della NASA e del Mars Orbiter Laser Altimeter (MOLA), con i due campi visivi dello strumento Webb NIRCam sovrapposti. Le immagini nel vicino infrarosso di Webb sono mostrate a destra.
Il primo spettro di Marte nel vicino infrarosso di Webb, catturato dal Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec), dimostra il potere di Webb di studiare il Pianeta Rosso con la spettroscopia. Mentre le immagini di Marte mostrano differenze di luminosità integrate su un gran numero di lunghezze d’onda da un luogo all’altro del pianeta in un determinato giorno e ora, lo spettro mostra le sottili variazioni di luminosità tra centinaia di diverse lunghezze d’onda rappresentative del pianeta nel suo insieme. Gli astronomi analizzeranno le caratteristiche dello spettro per raccogliere ulteriori informazioni sulla superficie e l’atmosfera del pianeta. Da un’analisi preliminare emergono le ‘firme’ degli elementi chimici presenti nell’atmosfera (come anidride carbonica e acqua) oltre che informazioni su polvere, nubi ghiacciate e composizione delle rocce.
In futuro, Webb utilizzerà questi dati di imaging e spettroscopici per esplorare le differenze regionali in tutto il pianeta e per cercare tracce nell’atmosfera, inclusi metano e acido cloridrico.
L’ESA gestisce due orbiter su Marte, Mars Express e ExoMars Trace Gas Orbiter, che hanno portato un tesoro di informazioni sull’atmosfera e sulla superficie del Pianeta Rosso. Inoltre, l’ESA collabora con l’Agenzia giapponese per l’esplorazione aerospaziale (JAXA) alla missione Martian Moons eXploration (MMX), che sarà presto lanciata per la Luna di Marte Phobos.
