صاعقه‌های سیاره مشتری: 100 برابر قدرتمندتر از زمین

قدرت بی‌سابقه صاعقه‌های مشتری

تحقیقات اخیر نشان می‌دهد که رعدوبرق‌های سیاره مشتری می‌توانند بیش از 100 برابر صاعقه‌های زمین انرژی داشته باشند و حتی برآوردهای محتاطانه حاکی از قدرتی تا یک میلیون برابر بیشتر است. مشتری، بزرگ‌ترین سیاره منظومه شمسی، میزبان طوفان‌های عظیمی است که برخی از آن‌ها قرن‌ها ادامه دارند. تقریباً هر فضاپیمایی که تاکنون از کنار مشتری عبور کرده، موفق به شناسایی آذرخش‌های قدرتمند شده و نور آن‌ها را در قسمت تاریک سیاره مشاهده کرده است.

مأموریت‌های پیشین عمدتاً قادر به ثبت و نمایش قوی‌ترین صاعقه‌ها در قسمت تاریک مشتری بودند و یافته‌های اولیه نشان می‌داد که آنچه در این سیاره گازی بزرگ رخ می‌دهد، مشابه قدرتمندترین رعدوبرق‌های سیاره زمین است. اما با ورود فضاپیمای جونو ناسا در سال 2016 میلادی به مدار مشتری، دوربین رهگیری ستاره آن توانست تعداد زیادی صاعقه ضعیف‌تر، مشابه نمونه‌های زمینی را نیز شناسایی کند.

چالش‌های تصویربرداری از مشتری

مایکل وونگ، دانشمند دانشگاه کالیفرنیا برکلی و پژوهشگر ارشد این مطالعه، اعلام کرده است که تصویربرداری از قسمت تاریک مشتری با چالش‌های مهمی مواجه است. ابرهای عظیم این سیاره می‌توانند نور رعدوبرق‌ها را پنهان کرده و تخمین قدرت واقعی آن‌ها را دشوار سازند.

در مطالعه جدید، وونگ و همکارانش داده‌های ابزار اصلی جونو را بررسی کردند. این ابزار امواج رادیویی ناشی از رعدوبرق‌های مشتری را شناسایی می‌کند و این داده‌ها امکان اندازه‌گیری دقیق‌تر قدرت رعدوبرق‌ها را بدون مانع شدن ابرها فراهم می‌آورد. یکی از چالش‌های بزرگ این بود که مشتری اغلب چندین طوفان همزمان در نواحی مختلف اطراف خود دارد که تشخیص دقیق صاعقه‌ها را پیچیده می‌کند.

کشف ابرطوفان‌های مخفی

در سال‌های 2021 و 2022، یک وقفه طبیعی در فعالیت طوفان‌ها در کمربند استوایی شمالی مشتری ایجاد شد. این شرایط به دانشمندان اجازه داد تا تمرکز خود را روی یک طوفان بزرگ در هر زمان معطوف کنند و محل دقیق آن را با کمک تلسکوپ فضایی هابل ناسا، فضاپیمای جونو و تصاویر اخترشناسان آماتور تعیین کنند. وونگ این طوفان‌ها را «ابرطوفان‌های مخفی» نامید. فعالیت این طوفان‌ها، مشابه ابرطوفان‌های واقعی مشتری، ماه‌ها به طول انجامید، اما برخلاف ابرطوفان‌های اصلی، برج‌های ابری آن‌ها فقط به ارتفاع متوسط رسیدند.

فضاپیمای جونو به اندازه‌ای به چهار ابرطوفان مخفی نزدیک شد که توانست امواج مایکروویو ناشی از رعدوبرق‌های آن‌ها را بررسی کند. وونگ اظهار داشته است: «خیلی هیجان‌انگیز بود که با داده‌های جونو کار آماری انجام دهیم و ببینیم واقعاً بیشتر پالس‌های رعدوبرق در طول موج‌های رادیویی را ثبت کرده‌ایم. پیش‌تر شک و تردید وجود داشت که شاید تنها قوی‌ترین پالس‌ها را ببینیم و پالس‌های ضعیف‌تر را از دست بدهیم.»

رعدوبرق‌هایی که محققان ثبت کردند، در طول این عبورها به‌طور متوسط سه پالس در ثانیه بودند. از بین 613 پالس اندازه‌گیری‌شده، آن‌ها محاسبه کردند که قدرت این پالس‌ها از یک رعدوبرق معمولی زمین تا بیش از 100 برابر آن متغیر است.

راز قدرت صاعقه‌های مشتری

محققان تأکید کردند که در برآوردهایشان ابهاماتی وجود دارد، زیرا مقایسه‌ای بین انتشار رعدوبرق‌های زمین در یک طول موج رادیویی و انتشار رعدوبرق‌های مشتری در طول موجی متفاوت انجام شده است. آن‌ها افزودند که در واقع ممکن است رعدوبرق‌های مشتری تا یک میلیون برابر قوی‌تر از رعدوبرق‌های زمین باشند. رعدوبرق‌های مشتری می‌توانند سرنخ‌هایی درباره نحوه کارکرد جو و طوفان‌های این سیاره ارائه دهند. درست مانند زمین، مشتری نیز دچار جریان همرفتی است؛ جریانی که گرما را از عمق به سطح منتقل می‌کند.

وونگ توضیح داد که همرفت در مشتری با زمین متفاوت است، زیرا جو زمین عمدتاً از نیتروژن ساخته شده که سنگین‌تر از آب است؛ بنابراین، هوای مرطوب سبک‌تر از هوای خشک است و راحت‌تر بالا می‌رود. در مقابل، جو مشتری بیشتر از هیدروژن تشکیل شده و بنابراین هوای مرطوب سنگین‌تر بوده و بالا بردن آن انرژی بیشتری می‌طلبد. به همین دلیل، برای صعود یک طوفان در مشتری انرژی زیادی لازم است و اگر طوفان به بالای جو برسد، انرژی عظیمی آزاد می‌کند که به سرعت باد بالا و رعدوبرق‌های شدید منجر می‌شود.

محققان معتقدند نحوه تشکیل رعدوبرق‌های مشتری مشابه کره زمین است. در واقع بخار آب صعودکننده در ارتفاعات سردتر به قطرات مایع و کریستال‌های یخ تبدیل شده و بار الکتریکی پیدا می‌کنند. با این حال، وونگ تأکید کرد که دلیل قدرت بیشتر رعدوبرق‌های مشتری هنوز مشخص نیست و نیاز به تحقیقات بیشتری دارد.