Десять років тому космічний апарат Juno залишив Землю і вирушив до найбільшої планети Сонячної системи. Відтоді він кружляє навколо Юпітера, занурюючись крізь смертоносні радіаційні пояси і надсилаючи дані, які щоразу змушують вчених переглядати свої уявлення про газових гігантів. Як повідомляє Ars Technica, саме тепер — коли NASA розглядає можливість закрити місію через скорочення бюджету — Juno надіслав одні з найцікавіших даних за всю свою історію.
Блискавки на Юпітері виявились прихованими у «стелс-штормах» — і можуть бути в мільйон разів потужнішими за земні.
Що відомо коротко
- Дослідження провів Майкл Вонг та колеги з Університету Каліфорнії в Берклі; результати опубліковані в журналі AGU Advances
- Juno здійснив 12 прольотів над ізольованими штормами і зафіксував 613 мікрохвильових імпульсів від блискавок — в середньому три спалахи на секунду
- Потужність спалахів варіювалася від зіставної із земними блискавками до щонайменше у 100 разів сильніших за земні; через невизначеність у порівнянні частот деякі спалахи могли бути в мільйон разів потужнішими
- Використовувалися дані мікрохвильового радіометра Juno та телескопа Хаббла — вперше вдалося точно прив’язати блискавки до конкретних штормів
- Juno залишається єдиним апаратом людства, що діє між орбітами Юпітера і Плутона, але його фінансування перебуває під загрозою
Що таке стелс-супершторм
Юпітер — це планета-шторм. Велика Червона Пляма існує щонайменше 190 років і є лише найвідомішою з безлічі вихорів, що безперервно кружляють в атмосфері газового гіганта.
Але більшість попередніх місій спостерігали блискавки лише на нічному боці планети — там, де яскраві спалахи видно у темряві. Це призвело до хибного враження, що всі блискавки Юпітера є надпотужними «суперболтами».
Ситуацію змінив Juno, коли його надчутлива зіркова камера зафіксувала слабкі, неглибокі блискавки. Це поставило під сумнів попередні висновки і спонукало до детальнішого дослідження.
«Стелс-супершторм» — це ізольований шторм, що не зливається з загальними атмосферними поясами Юпітера, виглядає відносно непримітно, але може тривати місяцями і змінювати хмарну структуру планети в глобальному масштабі.
Деталі відкриття
У 2021–2022 роках настало рідкісне затишшя в Північному екваторіальному поясі Юпітера. Зазвичай шторми там зливаються в суцільні смуги, що унеможливлює прив’язку блискавок до конкретного джерела. Але у цей спокійний період вченим вдалося ізолювати окремі «стелс-супершторми».
Поєднавши дані мікрохвильового радіометра Juno з картою Хаббла, Вонг і його команда вперше отримали точне місцезнаходження джерела: «Ми знали точно, де шторм. Ми безпосередньо вимірювали потужність», — пояснює Вонг.
Під час одного прольоту Juno зафіксував 206 окремих мікрохвильових імпульсів. Блискавки виникають на Юпітері за тим самим принципом, що й на Землі: крижані частинки в хмарах набувають електричного заряду, і різниця потенціалів викликає розряд. Але є суттєва відмінність: на Юпітері немає твердої поверхні, а крига в хмарах містить і воду, і аміак — на відміну від земної, де лід складається тільки з води.
Що показали нові дані
Потужність імпульсів у стелс-супершторомах може бути зіставна з земними блискавками — або до мільйона разів сильнішою, залежно від невизначеності в тривалості імпульсів та розподілі спектральної енергії.
Це принципово змінює картину. Виявляється, Юпітер має широкий спектр блискавок — від слабких земноподібних спалахів до монструозних суперболтів — подібно до того, як на Землі є і слабкі блискавки, і рідкісні гігантські розряди.
«Вивчення штормів на інших планетах проливає світло на шторми на нашій, які ще й досі не повністю вивчені», — зазначає Вонг.
Чому це важливо для науки і чому місію хочуть закрити
Паралельно з науковим тріумфом розгортається бюрократична драма. Питання про майбутнє Juno та понад дюжини інших робототехнічних наукових місій виникло майже рік тому, коли адміністрація попросила керівників місій підготувати плани «згортання» — як вимкнути свої апарати. Конгрес відхилив більшість пропозицій NASA щодо скорочень і затвердив бюджет планетарної науки на 2026 рік у розмірі 2,54 мільярда доларів — приблизно на 220 мільйонів менше, ніж торік.
«Ми не можемо собі дозволити підтримувати все те, що робили раніше», — визнала Луїза Прокктер, директор відділу планетарної науки NASA.
Це ставить під загрозу не лише Juno, а й чотири місії на Марсі. Контекст важливий: NASA наразі готує місію Artemis II для пілотованого польоту до Місяця — і ресурси відходять туди. Але відмова від Juno означає втрату єдиного «ока» людства між Юпітером і Плутоном якраз тоді, коли туди прямують місії Europa Clipper і JUICE.
Цікаві факти
☁️ Juno — перший сонячний космічний апарат, що працює на орбіті Юпітера, найдальший сонячний зонд від Землі, перший апарат на полярній орбіті навколо зовнішньої планети і перший, що отримав знімки найвищої роздільної здатності Юпітера.
⚡ Одного разу під час прольоту Juno зафіксував 206 мікрохвильових імпульсів від блискавки за один пролетів над одним штормом — більше, ніж будь-який попередній апарат отримував за весь час спостереження Юпітера з відстані.
🪐 Юпітер є найбільшою планетою Сонячної системи, його діаметр становить близько 143 000 кілометрів — у 11 разів більше за діаметр Землі. За межами Сонця Юпітер акумулює 250% маси всіх інших тіл Сонячної системи разом узятих.
🔭 Вояджер-1 вперше зафіксував блискавки на Юпітері ще у 1979 році, але впродовж десятиліть вчені не могли виміряти їхню справжню потужність — хмари заважали оптичним камерам. Juno вирішив цю задачу мікрохвильовим радіометром, що бачить крізь хмари.
🛸 Щоб захистити місяці Юпітера від можливого біологічного забруднення, Juno в кінці місії планувалося навмисно спрямувати в атмосферу Юпітера. Але після серії продовжень апарат продовжує роботу — і продовжує знімати неймовірні кадри.
FAQ
Чи справді NASA закриє Juno? Рішення ще не ухвалено. Конгрес відхилив найрадикальніші скорочення, але бюджетний дефіцит у 220 мільйонів доларів змушує NASA розставляти пріоритети. Доля Juno залишається невизначеною.
Чому блискавки на Юпітері такі потужні? Через масштаб атмосфери і конвекцію. На Юпітері немає твердої поверхні — волога повітряна маса на планеті тоне, а не піднімається, як на Землі, бо важча за навколишній водень. Це створює інші умови для накопичення заряду і розряду.
Навіщо вивчати блискавки на Юпітері? Блискавки — маркер атмосферної конвекції. Де блискавки — там активний перенос тепла і речовини вглиб планети. Розуміючи ці процеси, вчені наближаються до відповіді на ключове питання: яка внутрішня структура Юпітера і як формувалася Сонячна система.
🤯 WOW-факт на завершення: Велика Червона Пляма Юпітера — шторм, що безперервно вирує щонайменше 190 років — більший за всю Землю. І в такому ж шторм, тільки «стелс-версії», Juno щойно зафіксував блискавку, що може бути в мільйон разів потужніша за земну. Апарат, запущений 15 років тому за технологіями того часу, продовжує робити відкриття, на які людство не розраховувало. А NASA думає, чи фінансувати його ще три роки.