Blixtfenomenet, känt som en sprite, avbildat vid Jupiter i denna illustration. Jupiters väterika atmosfär skulle sannolikt få dem att se blåa ut. I jordens övre atmosfär, närvaron av kväve ger dem en rödaktig färg. Kredit:NASA/JPL-Caltech/SwRI
Nya resultat från NASA:s Juno-uppdrag vid Jupiter tyder på att antingen "sprites" eller "alver" kan dansa i den övre atmosfären på solsystemets största planet. Det är första gången dessa ljusa, oförutsägbara och extremt korta ljusblixtar – formellt kända som transienta ljushändelser, eller TLE—har observerats i en annan värld. Fynden publicerades den 27 oktober, 2020, i Journal of Geophysical Research :Planeter .
Forskare förutspådde dessa ljusa, supersnabba ljusblixtar borde också finnas i Jupiters enorma böljande atmosfär, men deras existens förblev teoretisk. Sedan, sommaren 2019, forskare som arbetade med data från Junos ultravioletta spektrografinstrument (UVS) upptäckte något oväntat:en ljus, en smal strimma av ultraviolett strålning som försvann i en blixt.
"UVS designades för att karakterisera Jupiters vackra norr- och södersken, sa Giles, en Juno-forskare och huvudförfattaren till artikeln. "Men vi upptäckte UVS-bilder som inte bara visade Jovian aurora, men också en stark blixt av UV-ljus borta i hörnet där det inte var tänkt att vara. Ju mer vårt team tittade på det, ju mer vi insåg att Juno kan ha upptäckt en TLE på Jupiter."
Kort och briljant
Uppkallad efter en busig, kvick karaktär i engelsk folklore, sprites är övergående ljushändelser som utlöses av blixtarladdningar från åskväder långt under. På jorden, de förekommer upp till 60 miles (97 kilometer) över intensiv, höga åskväder och lyser upp ett område på himlen tiotals mil tvärs över, men varar bara några millisekunder (en bråkdel av tiden det tar dig att blinka med ett öga).
Jupiters sydpol och en potentiell övergående ljushändelse - en ljus, oförutsägbar, och extremt kort ljusblixt - ses i denna kommenterade bild av data som förvärvades den 10 april, 2020, från Junos UVS-instrument. Kredit:NASA/JPL-Caltech/SwRI
Nästan som en manet, sprites har en central ljusklump (på jorden, det är 15 till 30 miles, eller 24 till 48 kilometer, tvärs över), med långa rankor som sträcker sig både ner mot marken och uppåt. Alver (förkortning för Emission of Light och mycket lågfrekventa störningar på grund av elektromagnetiska pulskällor) visas som en tillplattad skiva som lyser i jordens övre atmosfär. De, för, ljusna upp himlen i bara millisekunder men kan växa sig större än sprites — upp till 200 miles (320 kilometer) på jorden.
Deras färger är också distinkta. "På jorden, sprites och alver verkar rödaktiga i färgen på grund av deras interaktion med kväve i den övre atmosfären, sade Giles. "Men på Jupiter, den övre atmosfären består till största delen av väte, så de skulle troligen se antingen blåa eller rosa ut."
Plats, Plats, Plats
Förekomsten av sprites och alver vid Jupiter förutspåddes av flera tidigare publicerade studier. Synkroniseras med dessa förutsägelser, de 11 storskaliga ljusa händelserna Junos UVS-instrument har upptäckt inträffade i en region där åskväder är kända för att bildas. Juno-forskare kunde också utesluta att dessa helt enkelt var megablixtar eftersom de hittades cirka 186 miles (300 kilometer) över höjden där majoriteten av Jupiters blixtar bildas - dess vattenmolnlager. Och UVS registrerade att de ljusa blixtarnas spektra dominerades av väteutsläpp.
En roterande, soldrivna rymdfarkoster, Juno, anlände till Jupiter 2016 efter att ha gjort en femårig resa. Sedan dess, det har gjort 29 vetenskapsflyg förbi gasjätten, varje bana tar 53 dagar.
"Vi fortsätter att leta efter fler tydliga tecken på alver och sprites varje gång Juno gör ett vetenskapspass, " sa Giles. "Nu när vi vet vad vi letar efter, det blir lättare att hitta dem på Jupiter och på andra planeter. Och att jämföra sprites och alver från Jupiter med dem här på jorden kommer att hjälpa oss att bättre förstå elektrisk aktivitet i planetariska atmosfärer."
