Штормовая планета: почему на Юпитере появляются странные молнии.

Молнии на Юпитере долгое время оставались загадкой для ученых. Однако благодаря данным, собранным зондом "Юнона" в 2018 году, специалистам удалось определить, что на газовом гиганте и на земле эти явления достаточно схожи, хотя молнии на Юпитере все же имеют некоторую странность.

Штормы - нередкое явление в атмосфере Юпитера, поэтому ученые полагали, что на газовом гиганте должны возникать и молнии. Это предполагалось в течение длительного времени - когда же "вояджер-1" в 1979 году приблизился к Юпитеру, гипотеза подтвердилась. Позже наличие молний в атмосфере планеты подтвердили наблюдения, сделанные зондами "Вояджер-2", "Галилео" и "кассини". В частности, "Вояджер" детектировал низкочастотные радиосигналы, создаваемые грозовыми разрядами, - их назвали "вистлерами" (от англ. Whistle - свистеть.
При этом, однако, в сравнении с молниями на земле молнии на Юпитере имели странное отличие. "На Любой Планете Разряды Молний Выступают в Роли Радиопередатчика - Вспыхивая в Небе, они Передают Радиоволны", - отмечает шеннон Браун (Shannon Brown), исследователь из лаборатории реактивного движения Nasa. - Однако до исследований "Юноны" молнии на Юпитере либо детектировались оптически, либо же их сигналы обнаруживались в килогерцовом диапазоне, несмотря на то что их искали в мегагерцовом. Для объяснения этого предлагалось множество теорий, однако ни одна из них не была достаточно убедительной".
В 2018 году ученые впервые смогли детектировать электромагнитные волны, распространяющиеся в атмосфере Юпитера, в мегагерцовом диапазоне - благодаря новым высокочувствительным инструментам зонда "Юнона" (в особенности - инструменту Microwave Radiometer Instrument (MWR. Всего, по словам Брауна, за первые восемь пролетов MWR обнаружил 377 разрядов молний в мегагерцовом и гигагерцовом диапазонах - в этих же диапазонах сигналы передают и молнии на земле. Браун полагает, что тогда это удалось впервые из-за того, что "Юнона" подлетела к молниям как никогда близко, а также потому, что ученые обнаружили сигналы на частоте, которая легко проходит через ионосферу Юпитера.

При этом, несмотря на то что молнии на Юпитере, как оказалось, схожи с таковыми на земле, они имеют существенное отличие. На нашей планете вспышки молний случаются чаще ближе к экватору, в то время как на Юпитере активность молний наблюдается на полюсах. Солнечное излучение больше всего нагревает экватор земли - в экваториальной зоне потому обычно теплее и чаще наблюдается штормовая активность. На газовом гиганте же, находящемся от солнца в пять раз дальше земли, менее сильная солнечная радиация также в большей степени нагревает область экватора, однако это приводит к другому эффекту: в результате стабилизируется верхняя часть атмосферы Юпитера - и тепловые потоки с поверхности не движутся вверх. Полюса же планеты не подвержены такой "Стабилизирующей" радиации - и тепло из недр планеты может подниматься в верхние слои атмосферы. Это, по предположению ученых, стимулирует атмосферную конвекцию, в результате которой и создаются гигантские штормы.
К слову, исследователи показали, что молнии чаще возникают в северном полушарии Юпитера. Однако с чем это может быть связано, пока не установлено.
Об исследовании, проведенном Брауном и коллегами, рассказывается в статье в журнале Nature. Однако 6 июня 2018 года была опубликована и другая работа, посвященная исследованию молний на Юпитере, - в журнале Nature Astronomy. В ней специалисты проанализировали более 1 600 сигналов, детектированных "Юноной", и установили, что частота ударов молний на Юпитере может достигать четырех ударов в секунду.