新的研究表明,木星上的雷暴比之前認為的更頻繁,而且與地球上的雷暴更為相似,沒有那麼陌生。
木星上閃電的第一個證據是在近 40 年前被探測到的。閃電中的電流會產生廣泛的無線電頻率,稱為大氣電波,或簡稱“天電”。1979 年,NASA 的 旅行者 1 號探測器 探測到了來自太陽系最大行星的極低頻無線電發射——人們可能會認為這些發射來自閃電。
旅行者 1 號探測到的來自木星的無線電發射——被稱為“嘯聲”,因為它們類似於下降的嘯叫聲——是這個巨大行星大氣層中閃電的最初跡象。隨後,NASA 環繞木星執行的伽利略號探測器、該機構的卡西尼號土星探測器(它在前往環狀行星的途中經過木星)以及其他航天器上的相機都以閃光的形式證實了木星上的閃電。
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為了闡明木星閃電,科學家們檢查了來自 NASA 朱諾號探測器的資料,該探測器目前正在環繞這顆巨大行星執行。他們分析了迄今為止從木星收集到的最大的閃電嘯聲資料庫。
研究人員探測到超過 1600 次閃電事件,幾乎是旅行者 1 號記錄數量的 10 倍。科學家們發現閃電峰值頻率為每秒四次,是旅行者 1 號探測到的峰值的六倍。
“木星上的閃電可能像地球上一樣頻繁,”布拉格捷克科學院的研究主要作者伊萬娜·科爾馬索娃告訴 Space.com。
“考慮到木星和地球之間大氣層非常明顯的差異,人們可能會說我們在它們的雷暴中看到的相似之處相當驚人,”愛荷華大學的太空科學家、研究合著者威廉·庫爾特告訴 Space.com。
科爾馬索娃、庫爾特及其同事在今天的《自然·天文學》雜誌上線上詳細介紹了 他們的發現(6 月 6 日)。
發出相同曲調的閃電
以前,當訪問木星的航天器探測到來自閃電的無線電波時,他們只發現了千赫茲發射,即相對低頻率的發射。相比之下,地球上的閃電可以產生千兆赫茲的無線電波,其頻率比千赫茲高數百萬倍。
這種差異表明木星上的閃電與地球上的閃電明顯不同;例如,之前的研究推測木星閃電的放電速度可能比地球閃電慢,或者木星大氣層中的某些物質可能會吸收這些更高的頻率。
在另一項新的研究中,研究人員再次檢查了來自朱諾號的無線電資料,朱諾號比旅行者 1 號更接近木星近 50 倍,這可能使其能夠探測到更多的無線電波。科學家們首次探測到來自木星閃電的無線電波,其性質為兆赫茲,或頻率比之前看到的無線電波高數千倍。
“木星的閃電可能不像我們之前認為的那樣與地球的閃電截然不同,”庫爾特說,他也是第二項研究的合著者。
該研究團隊還發現,木星上的閃電似乎在兩極附近更常見,而在赤道地區則不存在。人們認為木星閃電起源於水滴和冰粒子之間的電相互作用,就像地球上一樣,因此這些新發現表明,木星大氣層中富含水的氣體向極地環流,從而深入瞭解木星的大氣成分和環流。
“閃電的分佈與我們在地球上預期的有點相反,”庫爾特說。“在地球上,雷暴傾向於聚集在低緯度地區,而在木星上,情況則相反。”
科學家們還發現,奇怪的是,木星上的閃電似乎在北半球比在南半球更常見。庫爾特說,這種情況不對稱的原因仍然不清楚。
庫爾特、科爾馬索娃及其同事在今天的《自然》雜誌上線上詳細介紹了 第二項研究的發現。
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