Уявіть блискавку, яка в сотню разів перевершує все, що ви бачили на Землі. А тепер помножте це ще на кілька порядків — бо реальність на Юпітері виявилася навіть дивовижнішою, ніж очікували вчені.
Дослідники з Каліфорнійського університету в Берклі проаналізували дані космічного апарата NASA Juno і з’ясували: деякі блискавки на газовому гіганті можуть бути щонайменше у 100 разів потужнішими за земні. А за деякими оцінками — у тисячі разів. Результати опубліковані в журналі AGU Advances.
Як Juno побачив те, що приховано хмарами
З 2016 року Juno обертається навколо Юпітера, і його мікрохвильовий радіометр щодня слухає атмосферу планети. Цей прилад ловить радіовипромінювання від блискавок — так само, як на Землі грози створюють перешкоди в радіоетері. Перевага мікрохвильового методу? Хмари для нього не перешкода.
Раніше космічні апарати бачили лише найяскравіші спалахи на нічному боці Юпітера. Це створювало хибне враження, що вся блискавка там надзвичайно потужна. Потім камера Juno виявила безліч слабших спалахів, ближчих до земних. Проте видимі спостереження мали суттєвий недолік: хмари могли ховати частину розрядів, і визначити їхню справжню яскравість було неможливо.
Тихі роки і «непомітні супершторми»
Справжній прорив стався у 2021–2022 роках, коли штормова активність у Північному екваторіальному поясі Юпітера тимчасово спала. Це дозволило команді на чолі з планетологом Майклом Вонгом вивчати ізольовані шторми по одному.
Вонг назвав ці системи «непомітними суперштормами»: вони тривали місяцями й кардинально змінювали навколишні хмарні візерунки, але їхні хмарні вежі залишалися відносно скромними за висотою. Завдяки точним координатам — а їх підтвердили телескоп Габбл, камера Juno і навіть аматори-астрономи — вчені змогли напряму виміряти потужність розрядів.
Juno здійснив 12 прольотів над ізольованими штормами. На чотирьох із них апарат підлетів достатньо близько, щоб зафіксувати мікрохвильові сигнали. Під час одного лише прольоту прилад виявив 206 окремих мікрохвильових імпульсів. Загалом команда виміряла 613 імпульсів, і середня частота склала три блискавки на секунду.
Чому Юпітер б’є так сильно?
Відповідь криється в самій атмосфері планети. На Землі повітря переважно азотне — і волога легша за нього, тому піднімається без особливих зусиль. На Юпітері ж атмосфера складається з водню, і там волога важча. Шторму потрібно набагато більше енергії, щоб підняти вологе повітря вгору. Коли це нарешті відбувається — накопичена енергія вивільняється з колосальною силою.
До того ж шторми на Юпітері сягають понад 100 кілометрів заввишки — проти приблизно 10 кілометрів на Землі. Більша відстань між хмарами означає більшу різницю напруг, а отже — потужніший розряд.
«Тут починається найцікавіше: чи ключова відмінність у водневій проти азотної атмосфери? Чи в тому, що шторми вищі? А можливо, більша енергія накопичується, бо волога конвекція потребує сильнішого розігріву?» — ставить запитання Майкл Вонг.
Цифри, що вражають
Земна блискавка вивільняє близько 1 гігаджоуля — цього вистачить, щоб забезпечити електроенергією приблизно 200 середніх будинків протягом години. За оцінками Вонга, блискавка на Юпітері може виділяти від 500 до 10 000 разів більше енергії.
Співавторка дослідження Івана Колмашова з Карлового університету в Празі наголошує: повна енергія блискавки розподіляється між радіохвилями, світлом, теплом, звуком і хімічними реакціями, тому точний підрахунок ускладнений.
А на Юпітері замість звичного граду, ймовірно, формуються так звані «м’ячі каші» — крижані грудки з суміші води та аміаку. Саме вони, на думку вчених, відіграють ключову роль у генерації зарядів.
Дослідження підтримало NASA, а до команди увійшли науковці з США, Чехії та Японії. Попереду — ще більше запитань, але одне вже зрозуміло: небеса за межами Землі ховають такі феєрверки, про які ми навіть не підозрювали.
Про автора
