木星閃電大揭秘

木星僅由雲組成，是一團漂浮在太空中的氣體。所以，閃電是怎樣存在木星上的（或者說，閃電是如何發生在像星球大戰中“雲城”所在的貝斯坪星上的）？自從1979年3月，NASA的旅行者1号探測器第一次送回木星有閃電的證據，這個問題就一直困擾着科學家。木星閃電的數據——閃電放電造出可見的光和無線電信号——被認為與地球上的閃電不同。41年以後，一項NASA的研究揭開了木星上神秘閃電的真相。

星球大戰中貝思平星的“雲城”

NASA的朱諾号空間探測器一直繞木星，到離覆蓋的氣态巨雲足夠近的距離去解決謎團。朱諾号的發現被刊登在上周三出版的《自然》雜志上，文章認為，1979年NASA的大部分令人費解的發現是有用的：木星的閃電看上去與地球不同是因為數據隻展示了一部分，“無論你在什麼星球上，閃電就像無線電發射機——當他們閃過天空時就會發出無線電”，根據香農·布朗博士，一位在NASA噴氣推進實驗室的航空計劃中的研究員發布的一份報告。看來，NASA持續41年的疑惑，歸結于早期探查不能探查到有價值的電波這個事實。

朱諾号空間探測器

最初的旅行者1号數據顯示木星閃電相較于地球上典型的閃電，在兆赫茲到千兆赫茲範圍有一個奇怪的缺口，尤其是木星閃電的數據顯示隻有千赫茲的低頻範圍放射；地球上閃電放射通常被測量在千兆赫茲的高頻範圍。然而,朱諾号的靈敏微波輻射記錄儀（MWR）的行星電磁輻射記錄顯示，有研究價值的電磁輻射一直在那。打開問題的關鍵是要俯沖到離閃電足夠近的距離去近距離觀察。

地球閃電景象

“根據我們第一批8次飛行的數據，朱諾号的MWR檢測到了377次閃電”布朗說“他們在兆赫茲和千兆赫茲的範圍以内，你也能在陸地上的雷電發射裡找到，我們認為之所以隻有我們得到了這樣的數據，是因為朱諾号離閃電比之前任何時候都要近。”确切地說，朱諾号到達到了離木星軌道最近點上覆蓋雲層的3000英裡以内。另一個原因是朱諾号的MWR實現了許多以前的衛星探測器失敗的地方，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電離層穿過帶電粒子的能力。（“測量值在600兆赫茲”布朗在一封電子郵件裡反駁。）

一個NASA的朱諾号53天繞木星極地軌道的模式圖

新數據化除了老理論的誤解，解釋了為什麼先前的探測繞木星無法獲取兆赫茲或千兆赫茲信号：在1985年，法國天體物理學家菲利普·紮克博士在給《天文學和天體物理學》的信裡推測，木星的閃電隻産生這些低赫茲範圍的信号，是因為相對于地球閃電而言，它移動的異常緩慢。這個奇怪的解釋現在可以被封存了，但是關于木星閃電仍然有一些真正獨特的東西。所有閃電的形成在某種程度上是一種熱反應，這就是地球上大部分的閃電碰撞點在赤道附近的原因之一。但是在木星上，沿着赤道來自于太陽的熱量，抵消了木星核心散發的熱量。結論就是木星上的閃電撞擊大多發生在極點，在這裡從核心發出的冷熱流和上層大氣圈激起了湍流。

木星閃電景象

感謝NASA延期，朱諾将繼續從木星收集數據至少到2021年7月，這是個能持續發現新問題的好消息。舉個例子，“盡管我們看到閃電在兩極地”布朗比方道，“為什麼大部分記錄在木星的北極呢？”

木星軌道距太陽的距離是地球的5倍，意味着這個巨行星獲得的陽光是地球的1/25。盡管木星大氣層獲得的大部分熱量來自于行星内部自身，但并沒有使太陽輻射變得無關。他們确實證明了木星的赤道比兩極熱一些，就像地球一樣。科學家們相信木星赤道的供熱抑制了從内部升起的暖流，正好造成了上層大氣層的穩定性。而在兩極地區沒有這種高層熱量，因此沒有大氣穩定性，溫熱氣體從木星内部上升，驅動對流，因此造成了閃電。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. 小熊貓- Matthew Phelan

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