Nuwe navorsing het data van die Juno sonde ontleed, van Nasa, en het aangedui dat die strale in Júpiter aansienlik hoër krag kan hê as wat in Terra waargeneem is. Die studie het gefokus op radio-emissies wat vasgevang is tydens naby verbyvlugte van geïsoleerde storms op die planeet. Die resultate dui daarop dat sommige Joviaanse elektriese ontladings energie vrystel wat gelykstaande is aan minstens 100 keer dié van tipiese aardweerlig, met die moontlikheid om selfs hoër waardes te bereik, afhangende van spektrale vergelykings.
Wetenskaplikes het aktiwiteit geïdentifiseer in vier stealth superstorms wat tussen 2021 en 2022 in die noordelike ekwatoriale band van Júpiter voorkom. By Nessas geleenthede het die tydelike afwesigheid van veelvuldige gelyktydige storms dit moontlik gemaak om die oorsprong van die bespeurde pulse presies op te spoor. Die Juno-sonde het ‘n gemiddeld van drie flitse per sekonde tydens naby-passe aangeteken, altesaam 613 mikrogolfpulse wat ontleed is.
- Die pulse het in krag gewissel van vlakke soortgelyk aan aardse weerlig tot meer as 100 keer groter.
- Die metings is uitgevoer met die Juno mikrogolfradiometer, ‘n instrument wat in staat is om die planeet se digte wolke binne te dring.
- Beelde van Telescópio Espacial Hubble en waarnemings deur amateur-sterrekundiges het gehelp om spesifieke storms te identifiseer.
Stealth-storms het akkurate metings moontlik gemaak
Die navorsers het vorige beperkings van waarnemings aan die nagkant van die planeet omseil. Dik Nuvens verberg dikwels sigbare flitse, wat akkurate skattings van vrygestelde energie moeilik maak. Die gebruik van radio-emissies het hierdie versperring oorkom, aangesien die golwe deur die atmosferiese lae beweeg sonder noemenswaardige inmenging van wolke.
Michael Wong, planetêre wetenskaplike by Universidade by Califórnia in Essa toestand het plaasgevind tydens ‘n pouse in konvektiewe aktiwiteit in die noordelike ekwatoriale band, wat die span in staat gestel het om die bespeurde pulse direk met spesifieke wolkstrukture te assosieer. Die sluipende superstorms het wolktorings van beskeie hoogte in vergelyking met ander Joviese formasies gehad, maar het maande lank lang aktiwiteit gehandhaaf.
Statistiese ontleding van die 613 pulse het bevestig dat die instrument beide swakker en meer intense gebeurtenisse vasgelê het. Anteriormente, ruimtesendings het hoofsaaklik die kragtigste weerlig opgespoor, wat gelei het tot gevolgtrekkings dat Júpiter-strale soortgelyk aan aardse superweerlig sou wees. Die nuwe data het ‘n groter verspreiding van intensiteite aan die lig gebring.
Atmosferiese verskille verklaar groter intensiteit
Die atmosfeer van Júpiter bestaan hoofsaaklik uit waterstof, in teenstelling met die mengsel van stikstof en suurstof wat oorheers op Terra. Essa samestelling verander die vogtige konveksie proses, verantwoordelik vir die vorming van storms en elektriese ontladings. Op die reusagtige planeet word die vogtige lug swaarder, wat ‘n groter ophoping van energie vereis om op te styg en onstabiliteit te genereer.
Gevolglik bereik Jupiteriese storms hoogtes van meer as 100 kilometer, vergeleke met ongeveer 10 kilometer in aardse storms. Essa groter vertikale afstand dra by tot die vrystelling van meer intense energie wanneer waterdamp in druppels en yskristalle kondenseer. Die elektriese ladingmeganismes lyk soortgelyk op albei planete, maar fisiese toestande versterk die finale krag van die ontladings.
Die navorsers het waargeneem dat konveksie in Júpiter hitte van diep lae na die bokant van die atmosfeer op ‘n duidelike manier vervoer. Essa-dinamika genereer sterk winde en intense weerlig, opvallende kenmerke van groot storms wat vir eeue op die planeet kan voortduur. Die studie gepubliseer in die joernaal AGU Advances het bydraes gelewer om hierdie prosesse beter te verstaan.
Radiodata oorkom beperkinge van optiese beeldvorming
Die Juno mikrogolfradiometer werk teen ‘n frekwensie van 600 MHz en het pulse as helderheidstemperatuurafwykings aangeteken. Essa benadering het die meting van krag direk by die bron moontlik gemaak, wat onsekerhede wat verband hou met verswakking deur wolke of afstand verminder. In sommige verbyvlugte het die sonde naby genoeg geslaag om honderde pulse met kort tussenposes op te neem.
Wetenskaplikes het Jupiteriese emissies vergelyk met aardse data wat by verskillende golflengtes verkry is. Dependendo van die spektrale model wat vir ekstrapolasie aangeneem is, kan die krag van die strale in Júpiter gelykstaande wees aan dié van algemene ontladings in Terra of dit met tot ‘n miljoen keer oorskry. Essa wye reeks weerspieël onsekerhede oor die presiese duur van die pulse en die verspreiding van energie by verskillende frekwensies.
Ten spyte van die verskille, versterk gereelde opsporing van elektriese aktiwiteit dat Júpiter sterk konveksie in sy diep atmosfeer vertoon. Stealth-superstorms het as natuurlike laboratoriums gedien vir meer presiese toetsing, aangesien hul unieke ligging verwarring tussen veelvuldige gelyktydige bronne voorkom het.
Aktiwiteit gekonsentreer in pool- en ekwatoriale streke
Vorige waarnemings van die Juno-sending het reeds ‘n groter voorkoms van weerlig naby die planeet se pole aangedui. Die nuwe data komplementeer hierdie panorama deur te fokus op storms in die ekwatoriale gordel gedurende periodes van minder algemene aktiwiteit. Die kombinasie van instrumente het dit moontlik gemaak om beide die frekwensie en die verspreiding van intensiteite te karteer.
Die bespeurde flitse het plaasgevind teen koerse wat vergelykbaar is met vorige studies gebaseer op nagbeelding. Toegang tot swakker pulse het egter begrip van die diversiteit van elektriese gebeure vergroot. Die superstorms wat ontleed is, het maande geduur, met wolktorings wat nie die uiterste hoogtes van ander reusagtige formasies bereik het nie.
Hierdie geïsoleerde konfigurasie was die sleutel om elke polsslag met ‘n spesifieke storm te assosieer. Die navorsers het kaarte van Hubble en rekords van amateurteleskope gebruik om die presiese posisies tydens Juno se gange te bevestig.
Weerliggenerasieproses volg soortgelyke beginsels
Die vorming van strale in Júpiter behels die opkoms van waterdamp wat op koue hoogtes kondenseer, wat elektries gelaaide deeltjies genereer. Gotas vloeistowwe en yskristalle bots en skei, wat potensiële verskille skep wat tot ontladings lei. Esse siklus lyk analoog aan die aardse een, maar werk onder verskillende toestande van swaartekrag, druk en samestelling.
Die span het bevraagteken of die belangrikste verskil in die atmosfeer wat deur waterstof oorheers word of in die groter hoogte van die storms sou wees, wat die afstande wat deur die ontladings afgelê word, vergroot. Outra hipotese beskou die groter akkumulasie van termiese energie wat nodig is om vogtige konveksie in die Jupiteriese omgewing te inisieer. Essas vrae bly oop vir toekomstige ondersoek met bykomende data van die sending.
Die studie dra by tot kennis oor reuse-planetêre atmosfeer en bied parallelle wat kan help om terrestriële verskynsels te verstaan wat nog nie volledig verduidelik is nie. Die Juno-sonde bly in werking en behoort meer waarnemingsgeleenthede in daaropvolgende verbyvlugte te bied.
Vergelykings tussen planete toon uiterste variasies
Metings het aangedui dat die krag van die pulse baie verskil het binne elke storm wat ontleed is. Alguns gebeurtenisse het tipiese aardse waardes benader, terwyl ander dit met ordes van grootte oorskry het. Essa veranderlikheid dui daarop dat Júpiter ‘n volle spektrum van elektriese aktiwiteit huisves, nie net die mees ekstreme gebeurtenisse nie.
Die navorsers het beklemtoon dat onsekerhede in spektrale vergelykings steeds definitiewe gevolgtrekkings oor die boonste limiet beperk. Novas ontledings met data in nouer frekwensiebande tussen Terra en Júpiter kan hierdie berekeninge verfyn. Enquanto hierdie, die resultate brei reeds die panorama van die diversiteit van storms in gasvormige liggame in die sonnestelsel uit.
Die Juno-sending, in ‘n wentelbaan sedert 2016, het die mees gedetailleerde datastel tot op datum oor hierdie verskynsels verskaf. Die mikrogolfradiometer se vermoë om emissies deur wolke op te spoor, verteenwoordig ‘n beduidende vooruitgang teenoor vorige waarnemings wat beperk is tot die sigbare of infrarooi spektrum.
