Данные Juno указывают на то, что в атмосфере Юпитера есть «духи» и «эльфы»
Новые результаты миссии НАСА «Юнона» на Юпитере предполагают, что «духи» или «эльфы» могут танцевать в верхних слоях атмосферы самой большой планеты Солнечной системы. Это первый случай, когда эти яркие, непредсказуемые и чрезвычайно короткие вспышки света — формально известные как кратковременные световые явления или TLE — наблюдаются на другой планете.
Ученые предсказали, что эти яркие сверхбыстрые вспышки света также должны присутствовать в огромной бурлящей атмосфере Юпитера, но их существование оставалось теоретическим.
Затем, летом 2019 года, исследователи, работавшие с данными ультрафиолетового спектрографа Juno (UVS), обнаружили нечто неожиданное: яркую узкую полосу ультрафиолетового излучения, которая исчезла во вспышке.
«UVS был разработан, чтобы охарактеризовать северное и южное сияние Юпитера», — говорят ученые. «Но мы обнаружили изображения UVS, которые не только показывали сияние Юпитера, но и яркую вспышку ультрафиолетового света там, где ее не должно было быть. Чем больше наша команда изучала это, тем больше мы понимали, что Юнона могла обнаружить TLE на Юпитере».
«Духи или спрайты» — это временные светящиеся явления, вызванные разрядами молний от грозовых глубин. На Земле они происходят на высоте до 95 километров над сильными, мощными грозами и осветляют область неба в десятки километров в поперечнике, но длятся всего несколько миллисекунд (часть времени, необходимого, чтобы моргнуть) .
Вспышки чем-то похожи на медузу, имеют центральное пятно света (на Земле от 24 до 48 километров в поперечнике) с длинными усиками, тянущимися как вниз к земле, так и вверх. Эльфы (сокращение от «Излучение света» и «Очень низкочастотные возмущения из-за источников электромагнитных импульсов») выглядят как сплюснутый диск, светящийся в верхних слоях атмосферы Земли. Они тоже делают небо ярче всего на миллисекунды, но могут вырасти больше, чем спрайты — до 320 километров в поперечнике на Земле.
Их цвета тоже отличительные. «На Земле спрайты и эльфы кажутся красноватыми из-за их взаимодействия с азотом в верхних слоях атмосферы», — говорят ученые. «Но на Юпитере верхние слои атмосферы в основном состоят из водорода, поэтому они, вероятно, выглядят либо голубыми, либо розовыми».
Появление спрайтов и эльфов на Юпитере было предсказано несколькими ранее опубликованными исследованиями. В соответствии с этими прогнозами, 11 крупномасштабных ярких событий, обнаруженных прибором UVS Juno, произошли в регионе, где, как известно, образуются молнии.
Ученые Juno также могли исключить, что это были просто мега-молнии, потому что они были обнаружены примерно в 300 километрах над высотой, где образуется большая часть молний Юпитера — его водно-облачным слоем. И UVS зафиксировал, что в спектрах ярких вспышек преобладали выбросы водорода.
Космический аппарат «Юнона» прибыл к Юпитеру в 2016 году после пятилетнего путешествия. С тех пор он совершил 29 научных пролетов над газовым гигантом, каждый из которых занимал 53 дня.
«Мы продолжаем искать больше явных признаков эльфов и спрайтов каждый раз, когда Юнона выполняет пролет. Теперь, когда мы знаем, что ищем, будет легче найти их на Юпитере и на других планетах. А сравнение спрайтов и эльфов с Юпитера с теми, что есть здесь, на Земле, поможет нам лучше понять электрическую активность в планетных атмосферах».
Rohini S. Giles et al. Possible Transient Luminous Events observed in Jupiter’s upper atmosphere, Journal of Geophysical Research: Planets (2020). DOI: 10.1029/2020JE006659