Juno rozwiązuje 39-letnią tajemnicę dziwnych błysków na Jowiszu
Odkąd sonda kosmiczna Voyager 1 po raz pierwszy przeleciała obok Jowisza w marcu 1979 roku, naukowcy zastanawiali się nad pochodzeniem dziwnych błysków, które zauważono na planecie. To spotkanie potwierdziło istnienie błyskawic jowiszowych, których występowanie naukowcy zakładali już od dawna. Kiedy jednak sonda przeleciała obok planety, dane pokazały, że sygnały radiowe związane z błyskawicami nie pasują do sygnałów radiowych wytwarzanych przez błyskawice na Ziemi.
W artykule opublikowanym 6 czerwca 2018 roku w „Nature” naukowcy z misji Juno opisują, że z jednej strony błyskawice na Jowiszu są podobne do błyskawic na Ziemi, ale z drugiej – sporo je różni.
– Bez względu na to, na jakiej planecie przebywamy, błyskawice działają jak nadajniki radiowe, wysyłając fale radiowe podczas wytwarzania błysku na niebie – powiedział Shannon Brown z Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie w Kalifornii, naukowiec z misji Juno i główny autor artykułu. – Ale do czasów misji Juno wszystkie sygnały pochodzące z błyskawic zarejestrowane przez sondy kosmiczne Voyager 1 i 2, Galileo oraz Cassini ograniczały się do detekcji wizualnych lub z zakresu kilohercowego spektrum radiowego, pomimo poszukiwania sygnałów w zakresie megaherców. Wiele teorii zostało zaproponowanych, aby to wyjaśnić to zjawisko, ale żadna z nich go dostatecznie nie wyjaśniała.
Sonda Juno krąży wokół Jowisza od 4 lipca 2016 roku. Wśród zestawu bardzo czułych instrumentów znajduje się radiometr mikrofalowy (MWR), który rejestruje emisje gazu z planety giganta na szerokim spektrum częstotliwości.
– W danych z pierwszych ośmiu przelotów MWR wykrył 377 wyładowań atmosferycznych – powiedział Brown. – Zostały one zarejestrowane w zakresie megaherców i gigaherców, co można zaobserwować w przypadku ziemskich błyskawic. Sądzimy, że tylko my możemy dokonać tej detekcji, ponieważ Juno leci bliżej wyładowań niż jakakolwiek inna sonda wcześniej, a szukamy częstotliwości radiowej, która przechodzi łatwo przez jonosferę Jowisza.
Podczas gdy odkrycie pokazuje, jak błyskawice Jowisza są podobne do ziemskich, w artykule odnotowano również, że na każdej planecie pioruny są zupełnie inne.
Ciekawa jest także kwestia miejsc występowania wyładowań atmosferycznych na Jowiszu. Okazuje się, że naczęściej występują one w pobliżu biegunów, podczas gdy w pobliżu równika praktycznie nie można ich zaobserwować. Zupełnie inaczej niż na Ziemi, gdzie największą częstotliowść występowania błyskawic odnotowujemy właśnie w pobliżu równika. Związane jest to z przepływem ciepłego powietrza. Ziemia czerpie bowiem ogromną jego większość z zewnątrz, czyli z promieniowania słonecznego. Ponieważ równik otrzymuje tego promieniowania najwięcej, ciepłe, wilgotne powietrze unosi się tam (przez konwekcję) swobodniej, co napędza potężne burze wytwarzające błyskawice.
Orbita Jowisza znajduje się pięć razy dalej od Słońca niż orbita Ziemi, co oznacza, że gigantyczna planeta otrzymuje 25 razy mniej światła słonecznego niż Ziemia. Ale nawet jeśli atmosfera Jowisza czerpie większość ciepła z wnętrza planety, nie powoduje to, że promienie słoneczne nie mają znaczenia. Ciepło zapewniane jest również przez podgrzewany równik Jowisza – bardziej niż bieguny. Naukowcy są jednak przekonani, że ilość ciepła, jakie otrzymuje równik Jowisza jest wystarczająca, aby stworzyć stabilność w górnych partiach atmosfery i hamować wzrost ciepłego powietrza od wewnątrz. Bieguny nie mają wyższego poziomu ciepła, a zatem nie mają stabilności atmosferycznej, co pozwala na wzrost temperatury gazów z wnętrza Jowisza, to zaś napędza konwekcję i w konsekwencji stwarza doskonałe warunki do występowania wyładowań atmosferycznych.
– Te odkrycia mogą pomóc nam lepiej zrozumieć skład, krążenie i przepływy energii na Jowiszu – powiedział Brown.
Opracowano na podstawie:
Juno Solves 39-Year Old Mystery of Jupiter Lightning
