双子座使用“幸运的成像”，以便在木星的风暴内部出现前所未有的外观

这些木星伟大的红点图像是使用哈勃太空望远镜和2018年4月1日的国际Gemini天文台收集的数据进行的。通过将几乎同时从两个不同的天文台捕获的观测数据结合起来，天文学家能够确定大红色斑点上的暗特征是云中的空洞，而不是大量的暗物质。左上方（宽视图）和左下方（详细信息）：哈勃在木星大气中反射出的阳光（可见波长）的哈勃图像显示了大红色斑点内的黑暗特征。右上方：Gemini的同一区域的热红外图像显示为红外光发射的热能。凉爽的上覆云层显示为黑暗区域，但云层中的空地允许明亮的红外辐射从下面的较暖层逸出。下中部：来自Hubble的紫外线图像显示阳光从红斑上的雾度散落。伟大的红点在可见光中出现红色，因为雾度吸收了蓝色波长。哈勃数据表明，即使在较短的紫外波长下，雾度也继续吸收。右下：哈勃和双子座数据的多波长合成显示蓝色为可见光，红色为热红外。合并的观察结果表明，在红外光中明亮的区域是空旷的地方或云层较少的地方，这些热量遮挡了内部热量。哈勃（Hubble）和双子座（Gemini）的观测为Juno的第12次通过（Perijove 12）提供了广阔的视野。

国际Gemini天文台与哈勃支持亨诺使命，并将新的见解纳入Jovian天气。

使用称为“幸运成像”的技术与Gemini北望远镜在夏威夷的Maunakea上的研究人员收集了从地面获得的Jupiter的一些最高分辨率图像。

这些图像是具有哈勃空间望远镜的多年联合观察计划的一部分，支持NASA的Juno Mission。Gemini图像与Hubble和Juno观察结合时，揭示了雷击，以及一些创造它们的最大风暴系统，在深云和液体的深云中形成和周围的大型对流细胞。新的观察结果还证实了着名的伟大红点中的黑斑实际上是云盖上的差距，而不是由于云颜色变化。

三年的成像观测使用国际Gemini天文台是NSF的Noillab计划，已经深入了解木星的云层。Ultra-Sharp Gemini红外图像通过哈莫宇宙飞船的哈勃和无线电观察来补充光学和紫外线观测，以揭示关于巨型星球的新秘密。

“双子座数据至关重要，因为他们允许我们在常规时刻深入地探测木星的云，”UC Berkeley迈克尔黄说。“我们使用了一个非常强大的技术，称为幸运成像，”黄王。通过幸运成像，使用大量非常短的曝光图像，并且仅使用地球大气短暂稳定时的最尖锐的图像。这种情况下的结果是从地面获得的Jupiter的一些尖锐的红外图像。根据黄，“这些图像与空间的视野相媲美。”

Gemini North的近红外成像仪（Niri）允许天文学家进入Jupiter的强大风暴，因为较长的波长红外线可以穿过薄的雾度，而是通过木星的气氛中的厚厚的云层来遮挡。这在Jupiter的大气层的温暖，深层透过了行星厚的云盖中的空白中，这会在图像中产生“杰克-O-灯笼”的效果。

在过去的三年中，Geminiand Hubble的详细的，多波长成像被证明对朱诺轨道参分者的观察来说至关重要，并了解木星的风模式，大气波和旋风。这两个望远镜与朱诺一起观察了木星的气氛作为风，气体，热量和天气现象的系统，提供覆盖和洞察，并不像天气卫星气象学家使用来观察地球。

映射巨型闪电风暴

在其闭合的每一个上，通过木星的云，朱诺检测到由称为锯齿的强大闪电闪烁创造的无线电信号（对于大气压的短路）和哨声（所谓的，因为它们导致无线电接收器的哨声。只要有可能，双子座和哈勃专注于木星，获得了巨大星球的高分辨率，广域地图。

该图像显示了木星的整个圆盘在红外光下的图像是由国际双子座天文台观察到的九个独立指向的镶嵌图构成的，这是NSF NOIRLab于2019年5月29日发起的一项计划。研究小组从每次指向38张照片的“幸运成像”中选择了最清晰的10％，并将它们结合起来成像了木星磁盘的十分之一。然后将九个指向的曝光叠合在一起，以形成一个清晰的全球视野。即使Gemini只需花费几秒钟就可以在一个幸运的成像集中创建每个图像，但是在一个集中完成全部38次曝光可能需要几分钟的时间-足够长的时间使功能在磁盘上明显旋转。为了比较和组合图像，首先将它们在木星上映射为它们的实际纬度和经度，并使用圆盘的边缘或边缘作为参考。将镶嵌图编译成完整的磁盘后，最终图像便是木星从地面上拍摄的最高分辨率的红外图像。

朱诺的乐器可以确定斯法利斯和吹口哨信号集群的纬度和经度坐标。在多波长的双子座和哈勃图像中，研究人员现在可以在这些位置探测云结构。通过结合这三个信息，研究团队发现雷击，以及一些产生它们的一些最大的风暴系统，在深云和液体的深云中形成和周围的大型对流细胞。

“科学家们追踪闪电，因为它是对流的标志，湍流混合过程将木星内部加热到可见的云层，”黄说。朱诺看到的最大闪电浓度来自一个名为“丝状旋风”的旋转风暴。从Gemini和Hubble的成像显示了旋风内的细节，揭示了它是一个扭曲的高度对流云的集合，深隙为下面的水云提供瞥见。

“延续研究闪电来源将有助于我们了解木星对地球大气层中的对流不同的对流，”黄评论道。

伟大的红点发光的特征

在扫描云覆盖中的气体巨头的同时，双子座在伟大的红点发现了一个明显的辉光，表明透明的深刻，温暖的大气层。

“类似的特征在伟大的红现货中看到，”JPL的团队成员Glenn Orton，“但可见光观察不能区分木星的云材料，较薄的云覆盖，所以他们的本质仍然存在一个谜。“

现在，来自Gemini的数据，这个谜团就解决了。来自Hubble的可见光图像在伟大的红点显示黑暗的半圆形，双子座使用红外灯拍摄的图像揭示了该地区的明亮电弧。这种红外线从木星的内部热量封锁，厚厚的云层将被阻挡，但可以通过木星的朦胧大气视为开阔。通过将这些功能视为明亮的红外热点，Gemini确认它们是云中的空白。尽管早期的观察结果已经看到了大红斑的黑暗特征，但它内的快速旋转风隐藏了这些斑点的真实性质，直到进行了同时哈勃和双子座观察。

“Gemini North的Niri是美国和国际GEMINI合作伙伴调查人员获得此波长的详细地图的最有效的方式，”黄。双子座在木星上实现了500公里（300英里）的分辨率。“在这个分辨率下，望远镜可以解决迈阿密的一辆汽车的两位车灯，从纽约市看，”斯蒂沃斯·斯蒂芬斯（Andrew Stephens）说，这位观察的双子座天文学家Andrew Stephens说。[1]

“这些协调的观察再次证明，通过将双子座望远镜与基于宽敞的地面和太空设施的能力相结合，使得可以实现地面破碎的天文学，”国家科学基金会的天文计划总监Martin仍然可以实现，这是双子座的美国资金机构。“国际Gemini伙伴关系提供了对大型望远镜收集区，灵活的调度以及广泛选择的可互换仪器的开放式访问。”

阅读令人惊叹的外观Jupiter的令人难以置信的风暴，使用地面和空间观测更多关于这项研究。

###

笔记

[1]这对应于Gemini红外“幸运成像”观察到0.13的角度分辨率。

更多信息

结果发表于4月2020年4月的天体物理期刊补充系列。

参考：“ 2016-2019年木星的高分辨率紫外/光学/红外成像”，作者：Michael H. Wong，Amy A. Simon，Joshua W. Tollefson，Imke de Pater，Megan N. Barnett，Andrew I. Hsu和Andrew W.斯蒂芬斯，格伦·奥顿，斯科特·弗莱明，查尔斯·古洛，威廉·雅努瑟夫斯基，安东尼·罗马，戈登·比约克，苏希尔·阿特雷亚，阿尔贝托·阿德里亚尼和利·弗莱彻，2020年4月1日，《天体物理学杂志增刊》系列。 ：
10.3847 / 1538-4365 / ab775f

由于他们对持续和未来的研究的价值，Wong正在通过Mikulski档案馆在马里兰巴尔的摩的太空望远镜科学研究所的空间望远镜（桅杆）的Mikulski Archives，为其他研究人员提供加工的双子座和哈勃数据。

出版团队由以下组成：Michael H. Wong（加州大学伯克利），Amy A. Simon（美国宇航局戈达德太空飞行中心），Joshua W. Tollefson和Imke de Pater（加州大学），梅根N.Barnett（芝加哥大学）， Andrew I. Hsu（加州大学伯克利大学），Andrew W. Stephens（Gemini Viepatory North），Glenn S. Orton（喷气机推进实验室，加利福尼亚理工学院），Scott W. Fleming（太空望远镜科学学院），查尔斯·戈拉邦（加州大学，伯克利），威廉Januszewski和Anthony Roman（太空望远镜科学学院），Gordon L. Bjoraker（NASA Loddard Space Flight Center），Sushil K.Atreya（Michigan大学），Alberto Adriani（Istituto di Astrofisica e Plantologia spaziali），和Leigh n. fletcher（莱斯特大学）。

NSF的国家光学 - 红外天文学研究实验室（Noirlab），美国地下光红外天文学中心，经营着国际Gemini天文台（NSF，NRC-Canada，Anid-Chile，McTic-Brazil，Mincyt-Argentina的设施和韩国共和国），KITT山峰国家天文台（KPNO），CERRO TOOLO非美国非洲观测所（CTIO），社区科学和数据中心（CSDC），以及VERA C. RUBIN天文台。它由美国天文研究大学协会（AURA）根据与NSF的合作协议进行管理，总部位于亚利桑那州图森。天文社区荣幸有机会在夏威岛武肯亚对亚利桑那州的Iolkam du'ag（KITT Peak）进行天文学研究吗？I，智利的Cerro Tololo和CerroPachón。我们认识到并承认这些遗址分别对Tohono O’odham民族，夏威夷土著社区和智利当地社区具有非常重要的文化作用和崇敬作用。