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朱诺号探测揭秘:木星风暴中闪电强度远超地球,能量释放惊人

   时间:2026-04-26 01:39:53 来源:快讯编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

美国国家航空航天局的朱诺号探测器在环绕木星运行期间,为科学家们带来了关于木星闪电的惊人发现。研究显示,木星上的闪电强度远超地球,这一成果为探索这颗气态巨行星的极端风暴提供了全新视角。

木星作为太阳系中最大的行星,长期存在着大量风暴,部分风暴甚至持续了数百年。加州大学伯克利分校的科学家通过分析朱诺号的数据指出,这些风暴产生的闪电极为强烈,部分闪电强度可达地球闪电的100倍,甚至更强。朱诺号自2016年起便围绕木星运行,其搭载的微波辐射计能够穿透云层,探测到闪电产生的无线电信号,为研究提供了可靠数据。

研究其他行星的风暴对理解地球天气具有重要意义。加州大学伯克利分校的行星科学家迈克尔王表示,地球天气仍有许多未知领域,而其他行星的研究可提供重要参考。例如,科学家近年来在地球上发现了多种与雷暴相关的新型瞬态发光事件,包括精灵闪电、喷流闪电等。这些现象的研究有助于深化对地球大气电活动的认识。

在木星上,闪电与对流现象密切相关。对流是热量在大气中传递的过程,但木星与地球的对流机制存在差异。木星大气以氢为主,潮湿空气比周围大气更重,需要更多能量才能上升。当风暴到达更高海拔时,会猛烈释放能量,形成强风和剧烈的云间闪电。相比之下,地球大气以氮气为主,潮湿空气更具浮力,更容易被抬升。

幸运的是,木星北赤道带的风暴活动曾一度减少,为研究提供了契机。迈克尔王团队利用哈勃太空望远镜、朱诺号相机以及业余天文学家的数据,成功分离出单个风暴并追踪其活动。他们将这些风暴称为“隐形超级风暴”,这些风暴持续数月,重塑了周围的云系模式,但云顶高度较低。通过精确定位,科学家得以直接测量闪电的功率。

在观测期间,朱诺号对孤立风暴进行了12次飞越,其中4次距离足够近,能够探测到闪电产生的微波信号。航天器记录到平均每秒3次闪电,最高在一次飞越中探测到206个独立脉冲。在613个脉冲中,闪电强度范围从与地球相似到超过地球100倍。不过,由于测量是在不同无线电波长下进行的,这些比较存在一定不确定性。有研究甚至提出,木星闪电的威力可能是地球的百万倍。

将微波信号转换为总闪电能量是一项复杂任务。捷克布拉格查理大学的空间物理学家伊万娜科尔马绍娃指出,闪电以多种形式释放能量,包括无线电、光、热等。地球上,一道闪电释放的能量约为1吉焦,可供200户家庭使用一小时。而木星上的闪电能量可能是地球的500倍到10000倍。

木星闪电的形成过程可能与地球类似。上升的水蒸气凝结成液滴和冰晶,带电后产生电压差。在地球上,这通常形成冰雹;而在木星上,冰粒子包含水和氨,可能结合形成泥球,像泥泞的冰雹一样下落。尽管如此,木星闪电强度更高的具体原因仍不明确。科学家推测,这可能与氢大气与氮大气的差异、风暴高度(木星风暴超过100公里,地球仅为10公里)或湿对流积累更多热量有关。目前,这一领域仍是活跃的研究方向。

 
 
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