40多年后，NASA终于揭开了木星闪电的神秘面纱

木星闪电大揭秘

木星仅由云组成，是一团漂浮在太空中的气体。所以，闪电是怎样存在木星上的（或者说，闪电是如何发生在像星球大战中“云城”所在的贝斯坪星上的）？自从1979年3月，NASA的旅行者1号探测器第一次送回木星有闪电的证据，这个问题就一直困扰着科学家。木星闪电的数据——闪电放电造出可见的光和无线电信号——被认为与地球上的闪电不同。41年以后，一项NASA的研究揭开了木星上神秘闪电的真相。

星球大战中贝思平星的“云城”

NASA的朱诺号空间探测器一直绕木星，到离覆盖的气态巨云足够近的距离去解决谜团。朱诺号的发现被刊登在上周三出版的《自然》杂志上，文章认为，1979年NASA的大部分令人费解的发现是有用的：木星的闪电看上去与地球不同是因为数据只展示了一部分，“无论你在什么星球上，闪电就像无线电发射机——当他们闪过天空时就会发出无线电”，根据香农·布朗博士，一位在NASA喷气推进实验室的航空计划中的研究员发布的一份报告。看来，NASA持续41年的疑惑，归结于早期探查不能探查到有价值的电波这个事实。

朱诺号空间探测器

最初的旅行者1号数据显示木星闪电相较于地球上典型的闪电，在兆赫兹到千兆赫兹范围有一个奇怪的缺口，尤其是木星闪电的数据显示只有千赫兹的低频范围放射；地球上闪电放射通常被测量在千兆赫兹的高频范围。然而,朱诺号的灵敏微波辐射记录仪（MWR）的行星电磁辐射记录显示，有研究价值的电磁辐射一直在那。打开问题的关键是要俯冲到离闪电足够近的距离去近距离观察。

地球闪电景象

“根据我们第一批8次飞行的数据，朱诺号的MWR检测到了377次闪电”布朗说“他们在兆赫兹和千兆赫兹的范围以内，你也能在陆地上的雷电发射里找到，我们认为之所以只有我们得到了这样的数据，是因为朱诺号离闪电比之前任何时候都要近。”确切地说，朱诺号到达到了离木星轨道最近点上覆盖云层的3000英里以内。另一个原因是朱诺号的MWR实现了许多以前的卫星探测器失败的地方，比如旅行者1号、伽利略2号和卡西尼号，一部分原因是它有在行星的电离层穿过带电粒子的能力。（“测量值在600兆赫兹”布朗在一封电子邮件里反驳。）

一个NASA的朱诺号53天绕木星极地轨道的模式图

新数据化除了老理论的误解，解释了为什么先前的探测绕木星无法获取兆赫兹或千兆赫兹信号：在1985年，法国天体物理学家菲利普·扎克博士在给《天文学和天体物理学》的信里推测，木星的闪电只产生这些低赫兹范围的信号，是因为相对于地球闪电而言，它移动的异常缓慢。这个奇怪的解释现在可以被封存了，但是关于木星闪电仍然有一些真正独特的东西。所有闪电的形成在某种程度上是一种热反应，这就是地球上大部分的闪电碰撞点在赤道附近的原因之一。但是在木星上，沿着赤道来自于太阳的热量，抵消了木星核心散发的热量。结论就是木星上的闪电撞击大多发生在极点，在这里从核心发出的冷热流和上层大气圈激起了湍流。

木星闪电景象

感谢NASA延期，朱诺将继续从木星收集数据至少到2021年7月，这是个能持续发现新问题的好消息。举个例子，“尽管我们看到闪电在两极地”布朗比方道，“为什么大部分记录在木星的北极呢？”

木星轨道距太阳的距离是地球的5倍，意味着这个巨行星获得的阳光是地球的1/25。尽管木星大气层获得的大部分热量来自于行星内部自身，但并没有使太阳辐射变得无关。他们确实证明了木星的赤道比两极热一些，就像地球一样。科学家们相信木星赤道的供热抑制了从内部升起的暖流，正好造成了上层大气层的稳定性。而在两极地区没有这种高层热量，因此没有大气稳定性，温热气体从木星内部上升，驱动对流，因此造成了闪电。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. 小熊猫- Matthew Phelan

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