Οι επιστήμονες από το Universidade από το Califórnia στο Berkeley ανέλυσαν δεδομένα που συλλέχθηκαν από τον ανιχνευτή Juno από τον ανιχνευτή Nasa και κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι οι καταιγίδες στην έρευνα, που δημοσιεύτηκε στις 20 Μαρτίου στο περιοδικό AGU Advances, χρησιμοποίησαν ραδιόμετρα microwave από το διάστημα, σε τροχιά γύρω από τον πλανήτη από το 2016. Τα όργανα Esses κατέγραψαν ραδιοεκπομπές που παράγονται από ηλεκτρικές εκκενώσεις χωρίς άμεση παρεμβολή από πυκνά σύννεφα.
Τα αποτελέσματα υπογραμμίζουν θεμελιώδεις διαφορές στο σχηματισμό καταιγίδων μεταξύ των δύο πλανητών. Η ατμόσφαιρα του Júpiter, που αποτελείται κυρίως από υδρογόνο, κάνει τον υγρό αέρα βαρύτερο και απαιτεί μεγαλύτερη ενέργεια για να ανέβει, γεγονός που έχει ως αποτέλεσμα πιο έντονες απελευθερώσεις ενέργειας όταν συμβαίνουν εκκενώσεις. Οι καταιγίδες Algumas στον αέριο γίγαντα πλανήτη επιμένουν για αιώνες και δημιουργούν κεραυνούς ανάμεσα σε σύννεφα με υψηλά επίπεδα ισχύος.
Χαρακτηριστικά των Stealth Superstorms
Οι ερευνητές εστίασαν την ανάλυση σε μεγάλα ατμοσφαιρικά συστήματα που καταγράφηκαν μεταξύ 2021 και 2022 στη βόρεια ισημερινή ζώνη του Júpiter. Οι δομές Essas, που ονομάζονται stealth superstorms, παραμένουν απομονωμένες και προκαλούν ορατές αλλαγές στα γύρω σύννεφα για μήνες.
Κατά τη διάρκεια 12 περασμάτων του καθετήρα, εντοπίστηκαν 613 παλμοί μικροκυμάτων που σχετίζονται με κεραυνό. Σε ένα μόνο κοντινό πέρασμα, ο Juno κατέγραψε 206 διακριτούς παλμούς, με μέσο ρυθμό τρεις αναλαμπές ανά δευτερόλεπτο κατά καιρούς.
Ο συνδυασμός δεδομένων κατέστησε δυνατή την ακριβή χαρτογράφηση της θέσης των εκκενώσεων και την αξιολόγηση της κατανομής ισχύος τους. Οι τιμές κυμαίνονταν από επίπεδα παρόμοια με αυτά των επίγειων κεραυνών έως πολύ υψηλότερες εντάσεις.
Ατμοσφαιρικές διαφορές μεταξύ Júpiter και Terra
Η σύνθεση της ατμόσφαιρας του Jovian απαιτεί περισσότερη ενέργεια για το σχηματισμό καταιγίδων σε σύγκριση με αυτό που συμβαίνει στο Terra. Η διαδικασία Esse οδηγεί σε πιο ισχυρές ηλεκτρικές εκκενώσεις όταν οι συνθήκες ευθυγραμμίζονται στα ανώτερα στρώματα.
Το ραδιόμετρο του Juno μέτρησε απευθείας τις ραδιοεκπομπές βαθιά στην ατμόσφαιρα, αποκαλύπτοντας λάμψεις που ξεπερνούν κατά πολύ αυτές που παρατηρούνται στα επίγεια φαινόμενα. Essa η ικανότητα ανίχνευσης νεφών χωρίς παρεμβολές αντιπροσώπευε μια σημαντική πρόοδο στην κατανόηση αυτών των γεγονότων.
Οι μελέτες των καταιγίδων σε άλλους πλανήτες συμβάλλουν στην αποσαφήνιση πτυχών που είναι ακόμα άγνωστες σχετικά με τις ηλεκτρικές διεργασίες στην ατμόσφαιρα της Γης. Οι επιστήμονες τονίζουν ότι παρόμοιοι μηχανισμοί μπορούν να συμβούν σε διαφορετικές κλίμακες και συνθέσεις αερίων.
Λεπτομερείς μετρήσεις ραδιόμετρου μικροκυμάτων
Το όργανο επί του ανιχνευτή κατέλαβε ραδιοσήματα που παράγονται από εκκενώσεις κατά τη διάρκεια διελεύσεων πάνω από υπερκαταιγίδες. Το επόμενο Análises έδειξε ότι ορισμένες λάμψεις απελευθερώνουν ενέργεια ισοδύναμη με τουλάχιστον 100 φορές εκείνη ενός τυπικού κεραυνού στο Terra.
Σε περιόδους χαμηλότερης συνολικής δραστηριότητας καταιγίδων, οι κρυφές υπερκαταιγίδες έχουν γίνει ιδανικοί στόχοι για μεμονωμένες παρατηρήσεις. Τα δεδομένα που συλλέχθηκαν μεταξύ 2021 και 2022 επέτρεψαν την εστίαση σε συγκεκριμένα συστήματα χωρίς επικάλυψη πολλαπλών συμβάντων.
Οι παλμοί μικροκυμάτων καταγράφηκαν με επαρκή ανάλυση ώστε να διακρίνονται οι διακυμάνσεις στην ισχύ και τη συχνότητα. Η προσέγγιση Essa παρείχε πιο ισχυρή στατιστική κατανομή στην ένταση του κεραυνού Jovian.
Επιπτώσεις για τη μελέτη πλανητικών ηλεκτρικών φαινομένων
Τα ευρήματα ενισχύουν τον ρόλο του ανιχνευτή Juno ως συνεχούς πηγής πληροφοριών σχετικά με την ατμοσφαιρική δυναμική του Júpiter. Η αποστολή, που επεκτάθηκε μετά τον αρχικό πενταετή κύκλο, συνεχίζει να παρέχει πολύτιμα δεδομένα για βαθιές διεργασίες στον πλανήτη.
Οι επιστήμονες συγκρίνουν τις συνθήκες του Jovian με τις συνθήκες της Γης για να εντοπίσουν ομοιότητες και διαφορές στους μηχανισμούς δημιουργίας κεραυνών. Η παρουσία του κυρίαρχου υδρογόνου μεταβάλλει σημαντικά τη συμπεριφορά των υγρών αέριων μαζών.
Οι υπερκαταιγίδες που αναλύθηκαν εμφάνισαν πύργους σύννεφων μέτριου ύψους, παρόμοιους με μικρότερα συστήματα στο Terra, παρά την κλίμακα και την παρατεταμένη διάρκειά τους. Το χαρακτηριστικό Essa εξηγεί τον όρο «stealth» που αποδίδεται σε αυτά τα γεγονότα.
Λεπτομέρειες για τις παρατηρήσεις που πραγματοποιήθηκαν το 2022
Σε ένα συγκεκριμένο πέρασμα τον Αύγουστο του 2022, ο Juno πέταξε πάνω από μια περιοχή με συγκεντρωμένη δραστηριότητα κεραυνών. Οι ανιχνευτές κατέγραψαν πολλαπλούς παλμούς στη σειρά, που συσχετίστηκαν με δομές ορατές σε συμπληρωματικές εικόνες του Telescópio Espacial Hubble.
Ο ρυθμός λάμψης που μετρήθηκε από το ραδιόμετρο ξεπέρασε τις προηγούμενες εκτιμήσεις που είχαν ληφθεί από άλλα οπτικά όργανα στον ίδιο τον καθετήρα. Η απόκλιση Essa υποδηλώνει ότι τα πιο αμυδρά γεγονότα μπορεί να περάσουν απαρατήρητα στις οπτικές παρατηρήσεις.
Οι ερευνητές ενσωμάτωσαν ραδιομετρήσεις με δεδομένα απεικόνισης για να επικυρώσουν τις θέσεις των υπερκαταιγίδων. Το αποτέλεσμα επιβεβαιώνει ότι οι εκκενώσεις συμβαίνουν σε εκτεταμένες ζώνες της ατμόσφαιρας του Jovian.
- Οι παλμοί κυμαίνονταν σε ισχύ από επίγεια επίπεδα έως 100 φορές μεγαλύτερη.
- Ο μέσος ρυθμός έφτασε τις τρεις αναλαμπές ανά δευτερόλεπτο σε κοντινά περάσματα.
- Τέσσερις stealth superstorms εξετάστηκαν λεπτομερώς μεταξύ 2021 και 2022.
- Οι εκπομπές ραδιοφώνου επέτρεπαν μετρήσεις χωρίς να εμποδίζονται από στρώματα σύννεφων.
Ο ανιχνευτής Juno διατηρεί τακτικές λειτουργίες γύρω από το Júpiter και συνεχίζει να συλλέγει πληροφορίες για την ατμόσφαιρα και το εσωτερικό του πλανήτη. Πρόσφατα δεδομένα κεραυνών προσθέτουν μια εικόνα για τη μετεωρολογία γιγαντιαίας κλίμακας.
Οι συγγραφείς της μελέτης τονίζουν ότι οι παρατηρήσεις διευρύνουν τη γνώση σχετικά με το πώς διαφορετικές πλανητικές ατμόσφαιρες δημιουργούν και συντηρούν έντονα ηλεκτρικά γεγονότα. Οι υπερκαταιγίδες stealth προσφέρουν ξεκάθαρα παραδείγματα αυτών των ακραίων δυναμικών.
