«Юнона» составила карту гроз на Юпитере

Астрономы при помощи аппарата «Юнона» смогли зарегистрировать большое количество грозовых разрядов на Юпитере и построить карту их распределения в атмосфере газового гиганта. Оказалось, что молнии на Юпитере гораздо больше похожи на земные, чем считалось ранее, а собранные зондом данные помогут лучше разобраться в строении атмосферы и нижележащих слоев газового гиганта. Статьи опубликованы в журналах Nature и Nature Astronomy, кратко о них рассказывается в пресс-релизе на сайте NASA.

Грозовая активность на Юпитере наблюдается с конца 1980-х годов, когда космический аппарат «Вояджер-1» зарегистрировал их вспышки в оптическом диапазоне на ночной стороны планеты при близком пролете. Еще одним ее подтверждением стало обнаружение в радиодиапазоне вистлеров («свистящих атмосферных разрядов») — низкочастотных электромагнитных волн, распространяющихся в атмосфере газового гиганта и создаваемых грозовыми разрядами.

Предполагается, что юпитерианские молнии рождаются внутри облаков из водяного пара и кристалликов льда в ходе процессов, аналогичных земным. Однако в отличие от земных молний, которые «слышны» в радиодиапазоне вплоть до гигагерцовых частот, разряды молний на Юпитере слышны только в килогерцовом диапазоне. В качестве возможных причин такого различия было предложено сильное ионосферное затухание или разницу в скорости распространения разряда. Понимание природы атмосферных разрядов и их распределения может многое рассказать о циркуляционных процессах в атмосфере, ее составе (молнии помогают объяснить наблюдаемое количество ацетилена) и процессах переноса энергии на Юпитере.

Теперь две группы ученых сообщают о новых результатах, полученных автоматической межпланетной станцией «Юнона», которая исследует планету с орбиты уже два года. Команда исследователей во главе с Иваной Колмашовой (Ivana Kolmašová), проанализировала данные, собранные инструментом MWR (Microwave Radiometer), установленным на «Юноне», в ходе близких пролетов мимо Юпитера в период с августа 2016 года по сентябрь 2017 года. Астрономы зарегистрировали большое количество вистлеров длительностью от нескольких миллисекунд до нескольких десятков миллисекунд, которые соответствуют более чем 1600 случаям обнаружения грозовых разрядов. Частота возникновения молний оказалась похожа на ту, которая наблюдается на Земле — от 0,7 до 4 ударов в секунду.

Другая группа во главе с Шенноном Брауном (Shannon Brown) обнаружила в данных, собранных радиометром, 389 случаев регистрации сфериков — более высокочастотных электромагнитных волн (600 МГц-1,2 ГГц), также образующихся при грозовом разряде. Это не соответствует версии о том, что скорость распространения разрядов на Юпитере меньше, чем на Земле, из-за чего низкочастотная компонента радиоизлучения будет преобладать над высокочастотной. Сопоставление этих данных с данными, полученными другими аппаратами, позволило построить карту появления грозовых разрядов. Оказалось, что вспышки молний часто возникали в полярных областях, практически отсутствовали вблизи экватора, а наибольшая частота грозовых разрядов наблюдалась в северном полушарии, выше 40 широты. Это можно объяснить отсутствием влажной конвекции в экваториальной области, из-за чего поступление туда водяного пара будет ограничено, так как восходящий воздушный поток будет иметь ту же плотность, что и окружающий воздух. Обилие молний на полюсах наоборот свидетельствует об активных конвективных процессах в этих областях.

Ранее мы рассказывали о том, как галерей.

Александр Войтюк