В атмосфере Юпитера резвятся «спрайты»

Впервые эти яркие, непредсказуемые и чрезвычайно короткие вспышки света - формально известные как транзиентные световые явления (TLE) - наблюдаются в другом мире. Результаты были опубликованы 27 октября 2020 года в Journal of Geophysical Research: Planets.

Ученые предсказывали, что эти яркие сверхбыстрые вспышки света также должны присутствовать в огромной бурлящей атмосфере Юпитера, но их существование оставалось теоретическим. Летом 2019 года исследователи, работавшие с данными ультрафиолетового спектрографа Juno (UVS), обнаружили нечто неожиданное: яркую узкую полосу ультрафиолетового излучения, которая исчезла во вспышке.

«UVS был разработан, чтобы охарактеризовать прекрасное северное и южное сияние Юпитера», - сказал Джайлз, ученый Juno и ведущий автор статьи. «Но мы обнаружили изображения UVS, которые не только показывали сияние Юпитера, но и яркую вспышку ультрафиолетового света в углу, где её не должно было быть. Чем больше наша команда изучала это, тем больше мы понимали, что Юнона могла обнаружить TLE на Юпитере».

Названные в честь озорного и сообразительного персонажа из английского фольклора, спрайты - это кратковременные светящиеся явления, вызванные разрядами молний в грозовых глубинах. На Земле они появляются на высоте 97 километров над сильными, мощными грозами и осветляют область неба на десятки километров в поперечнике, но длятся всего несколько миллисекунд.

Спрайты похожи на медузу и имеют центральное пятно света (на Земле это от от 24 до 48 километров в поперечнике) с длинными усиками, идущими как вниз, так и вверх. Эльфы (Elves, сокращение от «Emission of Light and Very Low Frequency perturbations due to Electromagnetic Pulse Sources») выглядят как сплющенный диск, светящийся в верхних слоях атмосферы Земли. Они тоже делают небо ярче всего на миллисекунды, но могут вырасти больше, чем спрайты - до 320 километров в поперечнике на Земле.

Их цвета тоже отличаются. «На Земле спрайты и эльфы кажутся красноватыми из-за их взаимодействия с азотом в верхних слоях атмосферы», - сказал Джайлз. «Но на Юпитере верхние слои атмосферы в основном состоят из водорода, поэтому они выглядят голубыми или розовыми».

Появление спрайтов и эльфов на Юпитере было предсказано несколькими ранее опубликованными исследованиями. В соответствии с этими прогнозами, 11 крупномасштабных ярких событий, обнаруженных прибором UVS Juno, произошли в регионе, где образуются молнии. Ученые Juno исключили просто мега-молнии, потому что они были обнаружены примерно в 300 километрах над высотой, где образуется большая часть молний Юпитера - его водно-облачным слоем. И UVS зафиксировал, что в спектрах ярких вспышек преобладали выбросы водорода.

Космический корабль Юнона на солнечной энергии прибыл к Юпитеру в 2016 году после пятилетнего путешествия. С тех пор он совершил 29 научных облетов газового гиганта, каждый из которых занимал 53 дня.

«Мы продолжаем искать все больше явных признаков эльфов и спрайтов каждый раз, когда Юнона выполняет научный проход», - сказал Джайлз. «Теперь, когда мы знаем, что ищем, будет легче найти их на Юпитере и на других планетах. А сравнение спрайтов и эльфов с Юпитера с земными, поможет лучше понять электрическую активность в планетных атмосферах».