Молнии Юпитера искажаются так же, как земные

Молнии проносятся сквозь грозовые облака Юпитера (на рисунке) в ритме, напоминающем удары молнии в небе Земли.

Джеральд Эйхштедт, MSSS, SwRI, Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт/НАСА

Никк Огаса

23 мая 2023 г., 11:00

На Юпитере молния дергается и трясется так же, как и на Земле.

Молния Юпитера излучает радиоволновые импульсы, которые обычно разделены примерно одной миллисекундой, сообщают исследователи 23 мая в журнале Nature Communications. Энергичное престиссимо, по словам ученых, является признаком того, что молнии газового гиганта распространяются импульсами, со скоростью, сравнимой со скоростью разрядов, проносящихся сквозь грозовые облака нашей планеты. Сходство между электрическими явлениями в двух мирах может иметь значение для поиска инопланетной жизни.

Дуги молний в обоих мирах движутся, как запыхавшийся турист, поднимающийся на гору, останавливающийся после каждого шага, чтобы отдышаться, говорит Ивана Колмашова, физик-атмосферник из Чешской академии наук в Праге. «Один шаг, еще шаг, потом еще шаг… и так далее».

Здесь, на Земле, молнии образуются, когда турбулентные ветры внутри грозовых облаков заставляют множество кристаллов льда и капель воды тереться друг о друга, заряжаться, а затем перемещаться к противоположным сторонам облаков, постепенно генерируя статические электрические заряды. Когда заряды становятся достаточно большими, чтобы преодолеть способность воздуха изолировать их, электроны высвобождаются — молния делает свой первый шаг. Оттуда растущие электроны будут неоднократно ионизировать воздух и устремляться в него, толкая болт вперед со скоростью в среднем на сотни тысяч метров в секунду.

Ученые предположили, что суперболты, наблюдаемые в облаках Юпитера, также могут образовываться в результате столкновений кристаллов льда и капель воды (SN: 8/5/20). Но никто не знал, расширялись ли инопланетные болты и разветвлялись постепенно, как это происходит на Земле, или же они приняли какую-то другую форму.

Для нового исследования Колмашова и ее коллеги использовали радиоволновые данные, собранные за пять лет космическим кораблем НАСА «Юнона» (SN: 15.12.22). Проанализировав сотни тысяч снимков радиоволн, команда обнаружила, что излучение радиоволн от молний Юпитера, похоже, пульсирует со скоростью, сравнимой со скоростью внутриоблачных молний Земли — электрические дуги, которые никогда не касаются земли.

Если молнии проходят через водные облака Юпитера с такой же скоростью, как и в облаках Земли, то молнии Юпитера могут разветвляться и распространяться ступенями длиной от сотен до тысяч метров. По словам исследователей, по длине это сравнимо с резкими шагами внутриоблачных молний Земли.

«Это совершенно разумное объяснение», — говорит физик-атмосферник Ричард Зонненфельд из Института горного дела и технологий Нью-Мексико в Сокорро, который не участвовал в исследовании. В качестве альтернативы, говорит он, сигналы могут создаваться в виде импульсов электрического тока, распространяющихся взад и вперед вдоль уже сформировавшихся щупалец молнии, а не в результате периодических движений нового болта. На Земле такие токи заставляют некоторые болты мерцать.

Но «остановись и пойди» кажется разумной интерпретацией, говорит физик-атмосферник Йоав Яир из Университета Райхмана в Герцлии, Израиль. Колмашова и ее коллеги «показывают, что если вы разряжаете облако… физика остается в основном той же самой [на Юпитере, что и на Земле], и ток будет вести себя одинаково».

Если эта универсальность реальна, она может иметь значение для поиска жизни в других местах. Эксперименты показали, что удары молний на Земле могли расплавить некоторые химические ингредиенты, необходимые для формирования строительных блоков жизни (SN: 16.03.21). Если молния разряжается аналогичным образом в инопланетных мирах, говорит Яир, то она может производить аналогичные ингредиенты и в этих местах.

Вопросы или комментарии к этой статье? Пишите нам по адресу [email protected] | Перепечатки: часто задаваемые вопросы

И. Колмашова и др. Молния на Юпитере пульсирует с таким же ритмом, как и молния в облаках на Земле. Природные коммуникации. Том. 14, 23 мая 2023 г. doi: 10.1038/s41467-023-38351-6.