Необычная форма электрического разряда, поверхностная молния, возникает из облаков, содержащих водно-аммиачный раствор, тогда как молния на Земле возникает из водяных облаков. Такие природные явление распространены на газовых гигантах, но на тёмной стороне Юпитере они были обнаружены впервые. Фактически в рамках миссии «Юнона» удалось найти крупную штормовую область, чем-то похожую на знаменитый глаз планеты.
Помимо этого было установлено, что сильные грозы, которыми известен газовый гигант, могут образовывать слякоть, богатую аммиаком, градинки, которые научная группа Юноны называет «комками каши»; они предполагают, что эти «комочки», по сути, вбирают аммиак и воду из верхних слоёв атмосферы и переносят их в глубины Юпитера.
Результаты анализа полученных данных и исследования каждого феномена были опубликованы сразу в нескольких статьях журнала Nature:
- Исследвоание феномена поверхностных молний Юпитера;
- Штормы и истощение аммиака на Юпитере: О Микрофизике «комков каши»;
- Штормы и истощение аммиака на Юпитере: Объяснение наблюдений Юноны.
С тех пор, как «Вояджер» впервые увидел вспышки молний на Юпитере в 1979 году, считалось, что молния на планете похожа на молнию на Земле и возникает только во время гроз, где вода существует во всех ее фазах — лед, жидкость и газ. Считалось что на Юпитере бури расположены на высоте от 45 до 65 километров ниже видимых облаков. В таких слоях атмосферы температура должна быть около 32 градусов по Фаренгейту (0 градусов по Цельсию, температура, замерзания воды). Вояджер видел молнии в виде ярких пятен на верхушках облаков Юпитера, предполагая, что вспышки возникли в глубоководных облаках, но вспышки молний, наблюдаемые Юноной на тёмной стороне планеты, имеют абсолютно иную природу.
Команда отдела исследований радиационного мониторинга Юноны предполагают, что мощные грозы Юпитера выбрасывают кристаллы водяного льда высоко в атмосферу планеты, более чем на 25 километров над водяными облаками Юпитера, где они сталкиваются с атмосферными парами аммиака, которые растапливают лед, образуя новый водно-аммиачный раствор. На такой большой высоте температура ниже минус 126 градусов по Фаренгейту (минус 88 градусов по Цельсию) поэтому чистая вода не могла бы прибывать в твёрдом состоянии.
Хайди Беккер, руководитель научного отдела миссии Юнона сказал:
На этих высотах аммиак действует как антифриз, понижая температуру плавления водяного льда и позволяя образовывать облако из водно-аммиачной жидкости. В этом новом состоянии падающие капли аммиачно-водной жидкости могут сталкиваться с восходящими кристаллами водяного льда и электризовать облака. Это было большим сюрпризом, поскольку водно-аммиачных облаков на Земле не существует.
Поверхностные молнии помогли исследователями найти ответ на одну загадку, касающуюся внутренней работы атмосферы Юпитера: микроволновый радиометр Юноны обнаружил, что аммиак истощен, то есть отсутствует, в большей части атмосферы Юпитера. Еще более загадочным было то, что количество аммиака изменяется по мере движения в атмосфере Юпитера.
Раньше ученые понимали, что есть небольшие карманы с недостающим аммиаком, но никто не осознавал, насколько глубоко эти карманы и что они покрывают большую часть Юпитера. Истощение объяснялось аммиачно-водяным дождем, но дождь не смог бы проникнуть так глубоко в атмосферу, как то показывают наблюдения. В теории, необходимыми свойствами может обладать твёрдое вещество, например град. Доказательством существования чего-то похожего на град оказались поверхностные молнии. Они напрямую указывают на то, что аммиак смешивается с водой высоко в атмосфере.
Понимание метеорологии Юпитера позволяет нам развивать теории атмосферной динамики для всех планет в нашей солнечной системе, а также для экзопланет, обнаруживаемых далеко за её приделами. Сравнение того, как сильные штормы и физика атмосферы работают в Солнечной системе, позволяет ученым-планетологам проверять теории в разных условиях.
Читать TechDigest в Google
