Natura pioruna na Jowiszu zawsze pozostawała tajemnicą dla naukowców. Jednak dzięki pracy sondy kosmicznej Juno astronomowie w końcu zorientowali się, że błyskawica na gazowym olbrzymie ma znacznie więcej wspólnego z ziemią, niż wcześniej sądzono. Jednak to nie czyni ich mniej dziwnymi.
Dane dostarczone przez sondę kosmiczną Juno NASA wykazały, że uderzenia pioruna w Jowisza mogą występować w zakresie megaherców, a nie tylko w zakresie kiloherców, jak wcześniej zaobserwowano. Na podstawie otrzymanych informacji obie grupy naukowe przygotowały swoje raporty.
„Przed misją Juno uderzenia pioruna w Jowisza były rejestrowane przez urządzenia wizualnie lub w zakresie kiloherców fal radiowych, ale nie w zakresie megaherców, który jest typowy dla piorunów na Ziemi. Zaproponowano wiele teorii, które mogłyby wyjaśnić to zjawisko, ale żadna z nich nie dała jednoznacznej odpowiedzi”- powiedział Shannon Brown, naukowiec z Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA.
W surowej atmosferze Jowisza dość powszechne są liczne burze. Naukowcy od dawna zakładali, że w tym przypadku może również występować błyskawica. Zjawisko to zostało potwierdzone, gdy sonda kosmiczna Voyager 1 przeleciała obok Jowisza w marcu 1979 roku, pokazując aktywność burzy na gazowym olbrzymie. Następnie aktywność tę potwierdzono przy użyciu pojazdów Voyager-2, Galileo i Cassini. Sygnały o niskiej częstotliwości odkryte przez pierwszego Voyagera zostały nieformalnie nazwane „gwizdkiem”, ponieważ przypominały opadający dźwięk gwizdka.
Jednak naukowcy przez cały ten czas byli zainteresowani tym, dlaczego błyskawice na Jowiszu różnią się od podobnych zjawisk na Ziemi i generują fale radiowe tylko w ograniczonym zakresie częstotliwości. Zaproponowano kilka teorii w celu rozwiązania tego problemu, ale żadna nie zbliżyła się do odpowiedzi.
Od 2016 r. „Juno” zarejestrowała 377 wyładowań za pomocą radiometru fal radiowych, zdolnego do wychwytywania fal elektromagnetycznych o szerokim zakresie w ramach ośmiu pełnych orbit planety. Te rozbłyski generowały fale radiowe w pasmach megahercowych i gigahercowych, co pokazało, że są podobne do błyskawic na Ziemi.
„Wydaje nam się, że udało nam się ustalić obecność fal radiowych w zakresie megaherców i gigaherców, ponieważ sonda kosmiczna„ Juno”znajdowała się najbliżej wszystkich innych tych błyskawic. Ponadto szczegółowo monitorowaliśmy częstotliwości radiowe, które mogą przebić się przez jonosferę Jowisza”- mówi Brown.
Naukowcy podają również, że na Jowiszu prawie cała aktywność burz jest zlokalizowana na biegunach, podczas gdy na Ziemi pioruny występują częściej na równiku. To ostatnie tłumaczy się faktem, że szerokości geograficzne tropikalne i równikowe na Ziemi otrzymują więcej ciepła od Słońca niż regiony klimatu umiarkowanego i polarnego. W rezultacie ciepłe, wilgotne powietrze unosi się konwekcyjnie, powodując częste burze.
Film promocyjny:
Jowisz odbiera 25 razy mniej ciepła od Słońca niż Ziemia, ale jednocześnie emituje ogromną ilość wewnętrznej energii cieplnej. Na równiku powstaje równowaga między tym ostatnim a promieniowaniem pochodzącym z zewnątrz, co zapobiega konwekcji. Na biegunach ciepłe gazy unoszą się swobodnie, tworząc warunki do gwałtownych burz. Jednocześnie należy zauważyć, że najczęściej piorun występuje właśnie na północnej półkuli gazowego giganta. W ramach dalszych badań planety naukowcy chcą znaleźć wyjaśnienie tego zjawiska.
W drugim artykule naukowym, opublikowanym przez naukowców z Czeskiej Akademii Nauk, stwierdzono, że błyskawice Jowisza mają więcej wspólnego z ziemskimi. Po zarejestrowaniu i przeanalizowaniu ponad 1600 sygnałów radiowych (Voyager 1 zdołał zebrać dane tylko o 167), naukowcy odkryli, że w szczycie aktywności piorun uderza w Jowisza z częstotliwością 4 uderzeń na sekundę, która jest podobna do obserwowanej na Ziemi. Dane Voyager 1, ze względu na małą próbkę, wykazały tylko jedno trafienie w ciągu kilku sekund.
Oba badania razem zapewniają najbardziej szczegółowy obraz aktywności burz na Jowiszu i dostarczają naukowcom ważnych wskazówek do zrozumienia złożonych procesów dynamicznych zachodzących wewnątrz gęstych chmur burzowych na planecie.
„Te dane pomogą nam lepiej zrozumieć skład i cyrkulację przepływów energii na Jowiszu” - powiedział Brown.
Przypomnijmy, że sonda Juno została wystrzelona w sierpniu 2011 roku. Weszła na orbitę Jowisza w 2016 r., Aw lipcu 2017 r. Urządzenie po raz pierwszy wykonało zdjęcia Wielkich i Małych czerwonych plamek planety.
Niedawno okazało się, że NASA przedłużyła prace misji Juno mającej na celu zbadanie Jowisza do 2021 roku. Należy zauważyć, że sonda będzie w stanie wykonać 23 kolejne loty przez górną warstwę atmosfery Jowisza i wykonać wiele zadań.
Nikolay Khizhnyak