การวิจัยจากข้อมูลจากยานสำรวจจูโนของ NASA เปิดเผยว่ารังสีบนดาวพฤหัสบดีมีพลังมากกว่ารังสีที่สังเกตได้บนโลกอย่างมีนัยสำคัญ การศึกษาวิเคราะห์การปล่อยคลื่นวิทยุที่จับได้ระหว่างเข้าใกล้พายุโดดเดี่ยวบนดาวเคราะห์ยักษ์ ซึ่งบ่งชี้ว่าการปล่อยกระแสไฟฟ้าของดาวพฤหัสบดีบางส่วนปล่อยพลังงานเทียบเท่ากับอย่างน้อย 100 เท่าของฟ้าผ่าบนโลกโดยทั่วไป นักวิทยาศาสตร์ตรวจสอบกิจกรรมในซูเปอร์สตอร์ม 4 ลูกที่เกิดขึ้นระหว่างปี 2564 ถึง 2565 ในแถบเส้นศูนย์สูตรทางตอนเหนือของดาวพฤหัส โดยบันทึกความเร็วเฉลี่ย 3 ครั้งต่อวินาทีระหว่างการบินผ่านระยะใกล้
ซูเปอร์สตอร์มล่องหนช่วยให้สามารถตรวจวัดได้อย่างแม่นยำ
การไม่มีพายุหลายลูกพร้อมกันชั่วคราวในพื้นที่เส้นศูนย์สูตรภาคเหนือทำให้นักวิจัยสามารถระบุที่มาของพัลส์ที่ตรวจพบได้ สภาวะที่หายากนี้เป็นกุญแจสำคัญในการเชื่อมโยงการปลดปล่อยแต่ละครั้งกับโครงสร้างเมฆเฉพาะ โดยเอาชนะข้อจำกัดของการสังเกตครั้งก่อนซึ่งมักจะสับสนสัญญาณจากแหล่งต่างๆ โพรบจูโนบันทึกและวิเคราะห์พัลส์ไมโครเวฟ 613 คลื่นระหว่างการส่งผ่าน ซึ่งเผยให้เห็นการกระจายความเข้มที่กว้าง
Michael Wong นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียที่เบิร์กลีย์และผู้เขียนหลักของการศึกษา เน้นย้ำถึงความสำคัญของโครงร่างที่แยกออกมานี้ ซุปเปอร์สตอร์มวิเคราะห์ได้นำเสนอหอคอยเมฆที่มีความสูงพอประมาณเมื่อเทียบกับการก่อตัวของดาวพฤหัสบดีอื่นๆ แต่ยังคงกิจกรรมไว้ได้ยาวนานหลายเดือน ไดนามิกนี้ทำให้ทีมสามารถจับภาพเหตุการณ์ทั้งที่อ่อนแอและรุนแรงมากขึ้น โดยแก้ไขข้อสรุปก่อนหน้านี้โดยอิงตามการโจมตีสายฟ้าที่ทรงพลังที่สุดเท่านั้น
เครื่องมือวัดวิทยุเอาชนะข้อจำกัดด้านการมองเห็น
- เครื่องวัดรังสีไมโครเวฟของจูโนทำงานที่ความถี่ 600 MHz ทะลุเมฆหนาทึบของโลกโดยไม่มีการรบกวนที่สำคัญ
- ภาพจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและการสังเกตการณ์ของนักดาราศาสตร์สมัครเล่นช่วยระบุพายุที่เฉพาะเจาะจงในระหว่างการบินผ่านได้อย่างแม่นยำ
- พัลส์พลังงานแปรผันจากระดับที่คล้ายกับสายฟ้าภาคพื้นดินไปจนถึงสูงกว่า 100 เท่า ขึ้นอยู่กับแบบจำลองสเปกตรัมที่นำมาใช้
วิธีการปล่อยคลื่นวิทยุทำให้สามารถวัดกำลังที่แหล่งกำเนิดได้โดยตรง ซึ่งช่วยลดความไม่แน่นอนที่เกี่ยวข้องกับการลดทอนโดยเมฆหรือระยะทาง เมฆหนามักจะบดบังแสงวาบที่มองเห็นได้ในการสังเกตการณ์ครั้งก่อน ทำให้การประมาณพลังงานที่ปล่อยออกมาอย่างแม่นยำทำได้ยาก เรดิโอมิเตอร์จะบันทึกพัลส์ว่ามีความผิดปกติของอุณหภูมิความสว่าง โดยให้ข้อมูลที่น่าเชื่อถือมากขึ้นเกี่ยวกับความเข้มที่แท้จริงของการปล่อยประจุ
องค์ประกอบของบรรยากาศอธิบายความเข้มข้นที่มากขึ้น
บรรยากาศของดาวพฤหัสบดีประกอบด้วยไฮโดรเจนเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งแตกต่างจากส่วนผสมของไนโตรเจนและออกซิเจนที่แพร่หลายบนโลก องค์ประกอบนี้เปลี่ยนแปลงกระบวนการพาความร้อนโดยพื้นฐานซึ่งก่อให้เกิดพายุและการปล่อยประจุไฟฟ้า บนโลกยักษ์นี้ อากาศชื้นจะหนักขึ้น ส่งผลให้ต้องสะสมพลังงานมากขึ้นจึงจะลอยขึ้นและสร้างความไม่เสถียรของชั้นบรรยากาศได้
ส่งผลให้พายุดาวพฤหัสบดีมีความสูงมากกว่า 100 กิโลเมตร เทียบกับพายุภาคพื้นดินที่มีความสูงประมาณ 10 กิโลเมตร ระยะห่างในแนวตั้งที่ไกลกว่ามากนี้ทำให้เกิดการปลดปล่อยพลังงานที่รุนแรงมากขึ้นเมื่อไอน้ำควบแน่นเป็นหยดน้ำแข็งและผลึก กลไกการชาร์จไฟฟ้าดูคล้ายกันบนดาวเคราะห์ทั้งสองดวง แต่สภาพทางกายภาพทำให้พลังสุดท้ายของการปล่อยประจุเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ การพาความร้อนบนดาวพฤหัสบดีส่งความร้อนจากชั้นลึกไปยังชั้นบรรยากาศด้วยวิธีที่แตกต่างออกไป ทำให้เกิดลมแรงและฟ้าผ่าที่รุนแรงซึ่งเป็นลักษณะของพายุใหญ่ของโลก
ความแปรปรวนของเหตุการณ์เผยให้เห็นสเปกตรัมทั้งหมด
การวัดพบว่าพลังของพัลส์แปรผันอย่างมากในแต่ละพายุที่วิเคราะห์ เหตุการณ์บางอย่างเข้าใกล้คุณค่าภาคพื้นดินโดยทั่วไป ในขณะที่เหตุการณ์อื่นๆ เกินกว่านั้นตามลำดับความสำคัญ ความแปรปรวนนี้ชี้ให้เห็นว่าดาวพฤหัสบดีมีกิจกรรมทางไฟฟ้าเต็มรูปแบบ ไม่ใช่แค่เหตุการณ์ที่รุนแรงที่สุดอย่างที่เชื่อกันมาก่อน
นักวิจัยเน้นย้ำว่าความไม่แน่นอนในการเปรียบเทียบสเปกตรัมยังคงจำกัดข้อสรุปที่ชัดเจนเกี่ยวกับขีดจำกัดบนของพลังงาน การวิเคราะห์ใหม่ด้วยข้อมูลในย่านความถี่ที่ใกล้กว่าระหว่างโลกและดาวพฤหัสบดีสามารถปรับการคำนวณเหล่านี้ได้ ยานสำรวจจูโนซึ่งอยู่ในวงโคจรมาตั้งแต่ปี 2559 ได้จัดเตรียมชุดข้อมูลที่มีรายละเอียดมากที่สุดจนถึงปัจจุบันเกี่ยวกับปรากฏการณ์เหล่านี้ ซึ่งแสดงถึงความก้าวหน้าที่สำคัญกว่าการสำรวจก่อนหน้านี้ซึ่งจำกัดอยู่เพียงสเปกตรัมที่มองเห็นได้หรือสเปกตรัมอินฟราเรด