Американские планетологи установили, что грозы на Юпитере могут генерировать молнии, мощность которых в сто раз превышает земные аналоги, а выделяемая энергия – в тысячи раз. К такому выводу пришла международная группа исследователей под руководством специалистов из Калифорнийского университета в Беркли, проанализировав данные космического аппарата «Юнона».
Для оценки силы электрических разрядов авторы работы использовали микроволновый радиометр «Юноны», которая исследует атмосферу Юпитера с 2016 года. В отличие от камер видимого диапазона, фиксирующих лишь самые яркие вспышки, радиометр регистрирует электромагнитное излучение в высокочастотном диапазоне. Микроволновые сигналы способны проходить сквозь плотные слои облаков, что позволило точнее оценить общую энергию разрядов, скрытых в глубине атмосферы гиганта.
Ранее точному измерению мощности мешал масштаб юпитерианских штормов, бушующих одновременно на огромных площадях облачных поясов. В 2021–2022 годах активность в Северном экваториальном поясе планеты временно снизилась. Это позволило исследователям сфокусироваться на отдельных изолированных штормах, которые ученые назвали скрытыми суперштормами. С помощью космического телескопа «Хаббл», камер «Юноны» и снимков астрономов-любителей ученые определили точные координаты этих систем и зафиксировали параметры проходящих через них разрядов во время близких пролетов станции.
В ходе четырех пролетов мимо изолированных штормов приборы зафиксировали сотни высокочастотных импульсов. Из 613 зарегистрированных сигналов часть соответствовала по силе земным молниям, однако наиболее мощные превосходили их как минимум в сто раз. По оценкам соавтора исследования Иваны Колмашовой из Карлова университета в Праге, если типичная молния на Земле высвобождает около одного гигаджоуля энергии, то юпитерианские разряды могут выделять в 500–10 000 раз больше энергии.
Физика образования молний на Юпитере имеет существенные отличия от земной из-за состава атмосферы. На Земле преобладает тяжелый азот, поэтому более легкий влажный воздух легко поднимается вверх, формируя грозовые облака. На Юпитере атмосфера состоит преимущественно из легкого водорода, из-за чего влажные воздушные массы оказываются тяжелее окружающей среды. Для начала конвекции планете требуется накопить колоссальный объем тепла. В результате юпитерианские штормы достигают высоты более 100 километров, тогда как на Земле этот показатель редко превышает 10 километров. Вместо привычного града в облаках Юпитера образуются так называемые кашеобразные сферы из смеси воды и аммиака, которые также способствуют накоплению мощных электрических зарядов.
