惊喜!木星闪电与地球闪电惊人地相似

来自 NASA 朱诺号探测器的数据揭示了这个巨大行星风暴极地周围的雷电

Jupiter

这幅木星北半球闪电的艺术家概念图融合了朱诺相机图像和艺术修饰。来自 NASA 朱诺任务的数据表明,木星上的大部分闪电都发生在行星的两极附近。

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新的研究表明,木星上的雷暴比之前认为的更频繁,而且与地球上的雷暴更为相似,没有那么陌生。

木星上闪电的第一个证据是在近 40 年前被探测到的。闪电中的电流会产生广泛的无线电频率,称为大气电波,或简称“天电”。1979 年,NASA 的 旅行者 1 号探测器 探测到了来自太阳系最大行星的极低频无线电发射——人们可能会认为这些发射来自闪电。

旅行者 1 号探测到的来自木星的无线电发射——被称为“啸声”,因为它们类似于下降的啸叫声——是这个巨大行星大气层中闪电的最初迹象。随后,NASA 环绕木星运行的伽利略号探测器、该机构的卡西尼号土星探测器(它在前往环状行星的途中经过木星)以及其他航天器上的相机都以闪光的形式证实了木星上的闪电。


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为了阐明木星闪电,科学家们检查了来自 NASA 朱诺号探测器的数据,该探测器目前正在环绕这颗巨大行星运行。他们分析了迄今为止从木星收集到的最大的闪电啸声数据库。

研究人员探测到超过 1600 次闪电事件,几乎是旅行者 1 号记录数量的 10 倍。科学家们发现闪电峰值频率为每秒四次,是旅行者 1 号探测到的峰值的六倍。

木星上的闪电可能像地球上一样频繁,”布拉格捷克科学院的研究主要作者伊万娜·科尔马索娃告诉 Space.com。

“考虑到木星和地球之间大气层非常明显的差异,人们可能会说我们在它们的雷暴中看到的相似之处相当惊人,”爱荷华大学的太空科学家、研究合著者威廉·库尔特告诉 Space.com。

科尔马索娃、库尔特及其同事在今天的《自然·天文学》杂志上在线详细介绍了 他们的发现(6 月 6 日)。

发出相同曲调的闪电

以前,当访问木星的航天器探测到来自闪电的无线电波时,他们只发现了千赫兹发射,即相对低频率的发射。相比之下,地球上的闪电可以产生千兆赫兹的无线电波,其频率比千赫兹高数百万倍。

这种差异表明木星上的闪电与地球上的闪电明显不同;例如,之前的研究推测木星闪电的放电速度可能比地球闪电慢,或者木星大气层中的某些物质可能会吸收这些更高的频率。

在另一项新的研究中,研究人员再次检查了来自朱诺号的无线电数据,朱诺号比旅行者 1 号更接近木星近 50 倍,这可能使其能够探测到更多的无线电波。科学家们首次探测到来自木星闪电的无线电波,其性质为兆赫兹,或频率比之前看到的无线电波高数千倍。

“木星的闪电可能不像我们之前认为的那样与地球的闪电截然不同,”库尔特说,他也是第二项研究的合著者。

该研究团队还发现,木星上的闪电似乎在两极附近更常见,而在赤道地区则不存在。人们认为木星闪电起源于水滴和冰粒子之间的电相互作用,就像地球上一样,因此这些新发现表明,木星大气层中富含水的气体向极地环流,从而深入了解木星的大气成分和环流。

“闪电的分布与我们在地球上预期的有点相反,”库尔特说。“在地球上,雷暴倾向于聚集在低纬度地区,而在木星上,情况则相反。”

科学家们还发现,奇怪的是,木星上的闪电似乎在北半球比在南半球更常见。库尔特说,这种情况不对称的原因仍然不清楚。

库尔特、科尔马索娃及其同事在今天的《自然》杂志上在线详细介绍了 第二项研究的发现

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查尔斯·Q·崔 是《大众科学》的撰稿人。他的作品也曾出现在《纽约时报》、《科学》、《自然》、《连线》《生命科学》等刊物上。在他的业余时间,他曾前往过所有七大洲。

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