Молнии на Юпитере долгое время оставались загадкой для ученых. Однако благодаря данным, собранным зондом «Юнона» в 2018 году, специалистам удалось определить, что на газовом гиганте и на Земле эти явления достаточно схожи, хотя молнии на Юпитере все же имеют некоторую странность.
До 70-х годов XX века никто из ученых точно не знал, существуют ли на Юпитере молнии. Выдвигались только гипотезы. Специалисты предполагали, раз на планете наблюдаются штормы, возможно, должны быть и грозовые разряды. Когда в 1979 году, к газовому гиганту приблизился зонд «Вояджер-1» и приступил к наблюдению за ночной стороной, стало очевидно, что они там есть. Научные приборы аппарата уловили излучаемый радиосигнал от разряда молнии – их назвали «вистлерами» (от англ. whistle – свистеть).
При этом, в сравнении с молниями на Земле молнии на Юпитере имели странное отличие. «На любой планете разряды молний выступают в роли радиопередатчика – вспыхивая в небе, они передают радиоволны», – отмечает Шеннон Браун (Shannon Brown), исследователь из Лаборатории реактивного движения NASA. – Однако до исследований «Юноны» молнии на Юпитере либо детектировались оптически, либо же их сигналы обнаруживались в килогерцовом диапазоне, несмотря на то что их искали в мегагерцовом. Так на на Земле молнии излучают электромагнитную энергию в диапазоне радиочастот от 1 Гц до почти 300 МГц. Вояджер-1» же уловил излучаемый радиосигнал от разряда молнии в диапазоне радиочастот от 30 кГц до 300 кГц. Для объяснения этого предлагалось множество теорий, однако ни одна из них не была достаточно убедительной».
Последующие миссии, «Вояджер-2», «Галилео» и «Кассини», также регистрировали грозовые разряды, но их инструменты оказались недостаточно чувствительными, чтобы ученые могли составить полную картину распространения юпитерианских молний.
На выручку пришла «Юнона». В 2016 году станция вышла на полярную орбиту газового гиганта и начала передавать научные данные. Так за первые восемь пролетов зонда вблизи Юпитера его чувствительная аппаратура установленная учёнными успела собрать много полезной информации: микроволновый радиометр (Microwave Radiometer, MWR) зарегистрировал 377 грозовых разрядов молний в мегагерцовом и гигагерцовом диапазонах – в этих же диапазонах сигналы передают и молнии на Земле. Браун полагает, что тогда это удалось впервые из-за того, что «Юнона» подлетела к молниям как никогда близко, а также потому, что ученые обнаружили сигналы на частоте, которая легко проходит через ионосферу Юпитера. MWR может исследовать глубокие слои атмосферы планеты и “проникать” на 550 км вглубь облаков.
«Юнона» узнала, где и как часто вспыхивают молнии на газовом гиганте, и помогла специалистам составить первую карту юпитерианских молний.
При этом, несмотря на то что молнии на Юпитере, как оказалось, схожи с таковыми на Земле, они имеют существенное отличие. На нашей планете вспышки молний случаются чаще ближе к экватору, в то время как на Юпитере активность молний наблюдается на полюсах. Солнечное излучение больше всего нагревает экватор Земли – в экваториальной зоне потому обычно теплее и чаще наблюдается штормовая активность. На газовом гиганте же, находящемся от Солнца в пять раз дальше Земли, менее сильная солнечная радиация также в большей степени нагревает область экватора, однако это приводит к другому эффекту: в результате стабилизируется верхняя часть атмосферы Юпитера – и тепловые потоки с поверхности не движутся вверх. Полюса же планеты не подвержены такой «стабилизирующей» радиации – и тепло из недр планеты может подниматься в верхние слои атмосферы. Это, по предположению ученых, стимулирует атмосферную конвекцию, в результате которой и создаются гигантские штормы.
К слову, исследователи показали, что молнии чаще возникают в северном полушарии Юпитера. Однако с чем это может быть связано, пока не установлено.
Об исследовании, проведенном Брауном и коллегами, рассказывалось в статье в журнале Nature. Однако 6 июня 2018 года была опубликована и другая работа, посвященная исследованию молний на Юпитере, – в журнале Nature Astronomy. В ней специалисты проанализировали более 1 600 сигналов, детектированных «Юноной», и установили, что частота ударов молний на Юпитере может достигать четырех ударов в секунду.
ИСПОЛЬЗОВАНЫ МАТЕРИАЛЫ: https://www.popmech.ru/science/427062-raskryta-zagadka-molniy-na-yupitere/
#юпитер
#молнии
#космический зонд
#Nature Astronomy
#юнона
#NASA
#Вояджер-1
#Вояджер-2
#Галилео
#Кассини