Gigantikus erejűek a Jupiter villámai

A Kaliforniai Egyetem (Berkeley) kutatói nemrégiben a Jupiter óriási viharaival kapcsolatban végzett méréseket elemeztek. A Juno űrszonda, amely 10 éve kering a gázóriás körül, olyan műszert is hordoz, amellyel a zivatarok villámainak rádió tartományú energiakibocsátása mérhető. A mikrohullámú radiométerrel lehet detektálni a villámok e hatását – ilyet egyébként a földi zivatarok is létrehoznak a mi bolygónkon, ámbátor jóval gyengébb formában.

Más bolygók villámtevékenysége segíthet a sajátunkat is megérteni. A kutatásról az AGU Advances folyóiratban számoltak be a szakemberek.

A mérések alapján az egyes, így detektált villámok legalább százszor, de akár tízezerszer is nagyobb energiájúak lehetnek földi megfelelőiknél.

A villám egy hatalmas elektromos kisülés, amelyben a nagyon gyorsan mozgó töltések nemcsak fényt, hanem az elektromágneses sugárzás szinte teljes tartományát is létrehozzák. Van tehát egy, a szemünk számára látható összetevője, de emellett csupán műszeresen mérhetők is kialakulnak, így például rádióhullámok is.

Ezeket detektálták a Juno űrszonda eszközével 2021-22. között. Míg egy átlagos földi villám energiája 1 milliárd joule, addig a Jupiter villáma 10 billió (10 ezer milliárd) joule energiájú is lehet. Ez tehát tízezerszer erősebb a mienknél, ez a hirosimai atombomba erejének kb. a hatodrésze, viszont nagyjából egy taktikai atomtöltetéhez mérhető nagyságú.

Azonban a Jupiteren igen nehéz azt megállapítani, hogy voltaképp hol is volt az a vihar, amelyből a villám keltette jel az űrszondára érkezett, ehhez más eszközökre is szükség volt. A kutatók szerencséjére az óriásbolygó szokásosan aktív zivataros régiója nyugodt arcát mutatta a 2021-22-es időszakban, így a kutatók egyetlen, igen nagy zivatarra tudtak koncentrálni.

Ezt „szuperzivatar” néven emlegetik, és a Juno mellett a Hubble-űrteleszkóp, valamint földi amatőrcsillagászok is követték az aktivitását. Ez pedig szintén igen „szuper” volt, ugyanis hónapokon keresztül fennmaradt a zivatar! Azt az időjárás iránt érdeklődők tudják, hogy a mi földi zivataraink legerősebbjei, a szupercellák se nagyon léteznek tovább, mint 8-10 óra, s egy átlagos zivatar élettartama ennél sokkalta rövidebb.

A Juno az időszak során 12 átrepülésében ment el efféle szuperviharok felett, és négy esetben volt elég közel is ahhoz, hogy méréseket végezhessen a villámlásokkal együtt kialakuló mikrohullámú rádió tartományú jeleken. Volt olyan átrepülés, amikor 206 külön jelet detektált (vagyis ennyi villámcsapást), de átlagosan másodpercenként háromra került sor.

Összességében 613 ilyen rádió impulzus jutott el a Juno detektorára. A villámok rádióhullámai kissé eltérő hullámhosszon jönnek létre a Jupiter légkörében, mint a földiben, ezért van egy kis bizonytalanság az energia átszámításában.

Az átszámításnak több kerékkötője is van: a villámok a látható és a rádió tartományú kibocsátáson túl hő-, akusztikus-, illetve kémiai energiát is leadnak. A kutatók úgy becsülték meg, hogy a Jupiter villámai 500-szor, de akár 10 000-szer többet bocsáthatnak ki, mint a földi villámok. Ez azt jelenti, míg egy földi villám egy órára elláthatna energiával 200 átlagos háztartást, addig a Jupiter egy gyengébb villáma legalább egy metropoliszhoz lenne elegendő.

A zivatarok, villámok kialakulása is némiképp eltér a két bolygón. A földi légkör jórészt nitrogénből, a Jupiteré jórészt hidrogénből áll. A jupiteri viharok felhőinek sokkalta magasabbra kell törniük, mint a mi földi zivatarfelhőink: itthon 10-15 km közti ez a magasság, azonban az óriásbolygón 100 km magas is lehet a viharfelhő.

Az eltérő körülmények azzal is járhatnak, hogy míg a földi környezetben jégeső születik egy zivatarban, addig a Jupiteren afféle igen laza és nedves hógolyók, latyakos „jégeső” hullik amelyet vízjég és ammóniajég elegye alkot. A pontos körülmények feltérképezése még jó ideig foglalkoztathatja a szakembereket.