«Юнона» разгадывает 39-летнюю тайну молний Юпитера.

С тех пор, как «Вояджер-1» пролетел мимо Юпитера в марте 1979 года, ученые задались вопросом о происхождении молний в атмосфере планеты. Эта встреча подтвердила существование молний, догадки о которых не давали покоя ученым на протяжении веков. Но когда зонд пронесся мимо гиганта, данные показали, что радиосигналы, связанные с разрядом молнии, не соответствуют тем, что происходит от разряда молнии на Земле.

В новой статье, опубликованной в «Nature» сегодня, ученые NASA из миссии «Юнона», рассказали, что молнии на Юпитере фактически аналогичны земным. Хотя, в некотором роде, они являются противоположностями.

— На какой бы планете вы ни находились, молнии действуют как радиопередатчики — посылают сигналы, радиоволны, когда они вспыхивают в небе. Но до «Юноны», все сигналы регистрировались космическими аппаратами («Вояджеры 1-2», «Галилео», «Кассини») либо при помощи визуальных наблюдений, либо фиксировались волны килогерцового диапазона, хоть и производился поиск в мегагерцовом диапазоне. Было предложено множество теорий, для объяснения этого, но они не могли дать однозначный ответ — Шенон Браун, ученый миссии «Юнона».

«Юнона» вышла на орбиту Юпитера 4 Июля 2016 года. Помимо огромного количества датчиков, аппарат несет на своем борту Микроволновый Радиометр (MWR), который записывает «выбросы» газового гиганта по широкому спектру частот.

— В данных от первых восьми витков, MWR «Юноны» обнаружили 377 молниевых разрядов. Они были записаны как в мегагерцовом, так и в гигагерцовом диапазоне, прямо как молнии на Земле. Мы думаем, что причина по которой мы смогли это зафиксировать, связана с тем, что «Юнона» летит ближе к вспышкам разрядов, чем когда-либо прежде. Мы ищем на радиочастоте, которая легко проходит через ионосферу Юпитера.

— Молнии Юпитера распределены «наизнанку» относительно Земли, — сказал Браун. — Большая активность вблизи полюсов Юпитера, но не вблизи экватора. Вы можете спросить любого кто живет в тропиках - это не относится к нашей планете.

Почему молнии собираются вблизи экватора на Земле и вблизи полюсов на Юпитере? Это связано с жарой.

Земля получает подавляющее большинство своего тепла извне от солнечного излучения. Наш экватор несет главный удар этого солнечного света: теплый влажный воздух поднимается (через конвекцию) более свободно, что является топливом для грозовых облаков, которые производят молнии.

Орбита Юпитера в пять раз дальше от Солнца чем Земля: гигантская планета получает в 25 раз меньше солнечного света. Но даже если атмосфера Юпитера извлекает большую часть своего тепла из недр планеты — само по себе это не делает солнечные лучи неуместными. Они предоставляют некоторое тепло, нагревая экватор Юпитера больше чем полюса — так же, как это происходит на Земле. Ученые считают, что этот нагрев создает некую стабильность в верхних слоях атмосферы, препятствуя подъему теплого воздуха изнутри. Полюса, в свою очередь, не подвергаются такому нагреву, а потому атмосфера там менее стабильна, позволяя теплым газам подняться выше и создать условия для разрядов молний.

— Эти выводы могут помочь улучшить наши понимание состава, циркуляции и потоков энергии на Юпитере. Но возникает другой вопрос: даже если мы видим молнии вблизи обоих полюсов, почему большая их часть происходит в северном полушарии?

Во втором издании «Nature Astronomy», посвященное «Юноне» и молниям, Иван Колмашов и его коллеги из Чешской Академии Наук представили самую большую базу зафиксированных вспышек молний Юпитера на сегодняшний день. Более 1600 радиосигналов было собрано «Юноной». Это в 10 раз больше, чем зафиксировал «Вояджер-1». «Юнона» смогла получить пиковое количество вспышек: четыре разряда молний за одну секунду (это схоже с количеством разрядов на Земле) и это больше, чем смог зафиксировать «Вояджер» в 6 раз.

— Эти открытия могли произойти только с «Юноной», наша уникальная орбита позволяет зонду лететь ближе к Юпитеру, чем любому другому космическому аппарату в истории; именно поэтому сила сигнала, излучаемого планетой, в тысячу раз больше. Кроме того, наши микроволновые и плазменные волновые приборы являются инновационными, позволяя нам различать даже слабые молниевые сигналы из какофонии радиоизлучений Юпитера — Скотт Болтон, ведущий исследователь «Юноны» из Юго-Западного исследовательского института в Сан-Антонио.

Космический аппарат NASA «Юнона» совершит свой 13-й научный облет вокруг таинственных облаков Юпитера 16 июля.

Лаборатория реактивного движения NASA (Пасадена, Калифорния) руководит миссией «Юноны» для главного исследователя Скотта Болтона из Юго-Западного научно-исследовательского института в Сан-Антонио. «Юнона» - часть новой программы NASA «Новые Горизонты», которая управляется в Центре космических полетов им. Джорджа Маршалла (Хантсвилл, Алабама) для Директората Научных Миссий. Аппарат СВЧ-радиометра был создан Лабораторией реактивного движения (англ. Jet Propulsion Laboratory или JPL – прим. редактора). Устройство «Волны Юноны» было представлено в Университете штата Айова. Компания «Lockheed Martin Space» (Денвер) построила космический корабль.

Оригинал статьи на сайте НАСА

Источник: m.vk.com