Juno решает загадку молний Юпитера

0
42

С тех пор, как межпланетный аппарат Voyager-1 прошел около Юпитера в 1979 году, астрономов все время терзал вопрос о формировании молний на газовом гиганте. Эта встреча практически подтвердила наличие молний, которые были теоретически прогнозированы на протяжении веков. Но когда Voyager-1 передал данные, они говорили, что радиосигналы, распространяемые молнией не такие, как создают молнии у нас на Земле.

Juno решает загадку молний ЮпитераВ новом исследовании ученые миссии Juno описывают, как молния на газовом гиганте практически похожи на молнии Земли. Хотя, в некотором смысле, два вида молний все же представляют определенные противоположности.

«Независимо от того, на каком небесном объекте вы находитесь, молнии работают как радиопередатчики – распространяют радиоволны, когда они вспыхивают по небу. Но до Juno все молнии и радиосигналы, зафиксированные Voyagers-1 и -2, Cassini, находились в килогерцовом диапазоне радиочастотного спектра, хотя сигналы велись в основном в мегагерцевом диапазоне».

Загадку решил Juno, который с июля 2016 года вращается вокруг Юпитера. Среди его высокочувствительных приборов – прибор MWR, который регистрирует выбросы от газового гиганта по широкому спектру частот.

«Уже в первых восьми пролетах Juno обнаружил 377 разрядов. Они были обнаружены в мегагерцах и в гигагерцевом диапазоне, и это то, что вы можете найти в случае с земной молнией. Мы считаем, что единственными, кто может это видеть – Juno – он приближается к молниям ближе, чем когда-либо прежде, и мы ищем радиочастоту, которая легко проходит через ионосферу Юпитера».

Хотя исследование показало, что молния Юпитера похожа на земную, также замечается, что места, где эти молнии вспыхивают на каждой планете, на самом деле, совсем другие.

Распределение молний на Юпитере противоположно относительно Земли. На полюсах газового гиганта большая активность, но у экватора нет ничего. Вы можете спросить любого, кто живет в тропиках – это не относится к нашей планете.

Почему молнии собираются вблизи экватора на Земле и возле полюсов на Юпитере? Все дело в распределении тепла. Земля получает основную часть своего тепла извне, т. е. благодаря солнечной радиации. Потому что наш экватор несет на себе основную тяжесть этого солнечного света, теплый влажный воздух в тех широтах поднимается (через конвекцию) намного проще, что подпитывает грозы, которые производят молнию.

Орбита Юпитера в 5 раз дальше от Солнца, чем орбита Земли, а это означает, что гигантская планета получает в 25 раз менее солнечного света, чем Земля. Но хотя атмосфера Юпитера подпитывается теплом от самой планеты, это не делает лучи Солнца неактуальными.

Они обеспечивают некоторую часть тепла, нагревая экватор Юпитера больше, чем полюса – так же, как они нагревают Землю. Ученые полагают, что это нагревание на экваторе Юпитера достаточно, чтобы создать стабильность в верхней атмосфере, препятствуя подъему теплого воздуха изнутри. Полюсы, которые не имеют этого тепла на верхнем уровне и, следовательно, не имеют атмосферостойкости, позволяют теплым газам из внутреннего пространства Юпитера подниматься, создавать конвекцию и, следовательно, создавая условия для молнии.

Новое исследование поможет улучшить наше понимание состава, циркуляции и потоков энергии на Юпитере. Но вырисовывается другой вопрос. Несмотря на то, что мы видим молнию возле обоих полюсов, почему она в основном возникает на северном полюсе Юпитера?

Juno зарегистрировал более чем 1600 сигналов, почти в 10 раз превышающее число, зарегистрированное Voyager-1. Juno обнаружил пиковые скорости – четыре удары молнии в секунду (аналогичные темпам, наблюдаемым при грозах на Земле), это больше, чем пиковые значения, обнаруженные Voyager-1.

16 июля Juno произведет 13-ю научную орбиту над таинственными газовыми облаками Юпитера.