Одна земная молния выделяет около 1 гигаджоуля энергии — этого достаточно, чтобы расколоть дерево или обесточить целый район. Но на Юпитере, самой большой планете Солнечной системы, бьют молнии, которые минимум в 100 раз мощнее наших. Новое исследование впервые показало, насколько разнообразной и масштабной бывает погода на Юпитере.
Содержание
1. Когда ученые открыли молнии на Юпитере
2. Мощность молний на Юпитере
3. Почему молнии на Юпитере сильнее земных
4. Как ученые увидели молнии на Юпитере
5. Молнии на других планетах Солнечной системы
6. Зачем ученые изучают молнии Юпитера
Когда ученые открыли молнии на Юпитере
Молнии на Юпитере наблюдали еще с 1979 года, когда мимо газового гиганта пролетел «Вояджер-1». Но все предыдущие аппараты фиксировали вспышки только на ночной стороне планеты, просто потому, что там они были заметнее. Из-за этого ученые долго не могли понять:
Юпитер рождает только сверхмощные разряды или на нем есть и обычные, сравнимые с земными?
Ответ дал зонд NASA Юнона, который вращается вокруг Юпитера с 2016 года. Он подлетает к атмосфере гиганта ближе, чем любой другой аппарат в истории, и сканирует ее микроволновым радиометром — прибором, который ловит радиоизлучение от молний.
Удачное окно для наблюдений за молниями на Юпитере открылось в 2021–2022 годах. В это время на планете установился необычно спокойный период в Северном экваториальном поясе — полосе облаков, обычно забитой штормами. Затишье позволило ученым привязать конкретные молнии к конкретным бурям. Помимо Юноны, в работе участвовали телескоп «Хаббл».
Если хотите обсудить новость с другими читателями, заходите в наш Telegram-чат!
Мощность молний на Юпитере
За четыре пролета над изолированными штормами Юнона фиксировала радиоимпульсы молний примерно три раза в секунду. Во время одного из пролетов аппарат зарегистрировал 206 отдельных вспышек. Всего команда под руководством планетолога Майкла Вонга из Калифорнийского университета в Беркли проанализировала 613 микроволновых импульсов.
Результат оказался неожиданным: мощность юпитерианских молний варьировалась от уровня обычного земного разряда до значений, превышающих его как минимум в 100 раз. Другие расчеты показали, что полная энергия молнии на Юпитере может быть в 500–10 000 раз больше, чем у земной. При этом сам Вонг оговаривается: поскольку сравнение проводилось на разных радиочастотах, точность оценки ограничена. В самом консервативном случае — это стократное превышение, в менее консервативном — разница может достигать миллиона раз.
Для наглядности: одна земная молния выделяет энергию, которой хватит примерно на час работы 200 домов. Если молния Юпитера мощнее в тысячи раз, речь идет об энергии, способной запитать небольшой город на несколько суток. Самая мощная молния в России была зафиксирована в 2025 году.
ПОДПИШИСЬ НА "СУНДУК АЛИ-БАБЫ" В ТЕЛЕГРАМ, ЧТОБЫ УЗНАВАТЬ О СКИДКАХ САМЫМ ПЕРВЫМ
Почему молнии на Юпитере сильнее земных
На Земле молнии возникают, когда в грозовом облаке сталкиваются капли воды и кристаллы льда, разделяя положительные и отрицательные заряды. Когда разность потенциалов становится достаточно большой, происходит электрический разряд. На Юпитере механизм похож, но условия совершенно другие.
Атмосфера Земли состоит в основном из азота. У Юпитера — из водорода и гелия. Водород тяжелее в том смысле, что влажный воздух на Юпитере оказывается плотнее окружающего газа, и ему гораздо труднее подняться наверх. Но когда влажные массы все же «пробиваются» сквозь атмосферу, они несут с собой колоссальный запас энергии — и разряды получаются соответствующими.
Есть и еще одна причина: масштаб самих штормов. Юпитерианские грозы вырастают на высоту более 100 километров — это в 10 раз больше, чем типичная грозовая туча на Земле. Чем выше облако и больше расстояние между зарядами, тем сильнее может быть молния.
На Юпитере заряженные кристаллы состоят не только из воды, но и из аммиака — это ещё одно отличие от земных гроз, которое может влиять на силу разрядов.
Как ученые увидели молнии на Юпитере
Исследователи дали особое название тем бурям, которые изучала Юнона: «стелс-суперштормы» (stealth superstorms). Это мощные, но изолированные штормы, которые возникли в Северном экваториальном поясе Юпитера, когда тот переходил из необычно спокойного состояния к своей более типичной, бурной конфигурации.
Именно изолированность этих штормов стала научной удачей. Обычно молнии на Юпитере формируются в широких поясах, опоясывающих планету, и привязать конкретный разряд к конкретному шторму почти невозможно. Но «стелс-суперштормы» были расположены компактно — и это позволило ученым впервые точно определить местоположение и мощность отдельных молний.
Главный сюрприз исследования — разнообразие. Раньше считалось, что все молнии на Юпитере сопоставимы с земными «суперболтами» — самыми мощными из наших разрядов. Теперь выяснилось, что Юпитер производит широкий спектр молний: от вполне «земных» до чудовищно сильных.
Молнии на других планетах Солнечной системы
Юпитер — не единственная планета с молниями. На Сатурне аппарат Кассини зафиксировал грозы с частотой до десяти разрядов в секунду. На Венере, несмотря на ее плотную атмосферу из углекислого газа и серной кислоты, убедительных доказательств молний пока не нашли: при пролете зонд Кассини не обнаружил характерных радиосигналов. На Марсе в пыльных бурях замечены яркие вспышки, но однозначно классифицировать их как молнии тоже непросто.
Юпитер при этом остается абсолютным рекордсменом по мощности отдельных разрядов. Это логично: гигантская планета, гигантские штормы, гигантские молнии.
Зачем ученые изучают молнии Юпитера
Как ни странно, юпитерианские молнии помогают понять земные грозы. Даже на нашей планете молния остается во многом загадкой. Только в последние годы ученые обнаружили так называемые кратковременные световые явления — мимолетные электрические вспышки в верхних слоях атмосферы: спрайты, джеты, гало. Их природа до сих пор изучается.
Юпитер дает ученым возможность наблюдать «ту же физику, но в другом масштабе». Сравнивая молнии в азотной атмосфере Земли и водородной атмосфере Юпитера, исследователи надеются выяснить, какие именно факторы определяют силу разряда: состав атмосферы, высота штормов или доступная для конвекции энергия.