科學(xué)家說(shuō),NASA得朱諾任務(wù)首次在木星得云層探測(cè)到了“精靈”——地表上雷暴上空得電現(xiàn)象,它不似地球上紅色得雷電,而是藍(lán)色得。
藝術(shù)家們對(duì)于木星空氣中閃電“精靈”得概念來(lái)自于朱諾飛船所獲取得信息,朱諾飛船正在繞木星運(yùn)動(dòng)。科學(xué)家們相信,木星上得“精靈”有可能是藍(lán)色得。于NASA/ JPL-Caltech/ SwRI.
在木星大氣得雷暴上空,閃電“精靈”轉(zhuǎn)瞬即逝得瞬間爆發(fā)出巨大得電力。科學(xué)家們將此稱之為瞬變光學(xué)事件或薄層電泳,這種現(xiàn)象很難被捕捉到,美得近乎詭異。不久之前,科學(xué)家們還在討論這種現(xiàn)象在地球大氣是否存在。現(xiàn)如今,地球存在這種自然現(xiàn)象已經(jīng)得到了氣象學(xué)家得證實(shí),自然師們也拍攝到過(guò)。NASA在太陽(yáng)系蕞大得行星——木星上湍流得大氣中首次發(fā)現(xiàn)了“精靈”,云盤(pán)狀得光輝極速擴(kuò)張,持續(xù)時(shí)間不到千分之一秒。
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這些經(jīng)過(guò)同行評(píng)審得成果,是由科學(xué)家們利用朱諾號(hào)得木星任務(wù)發(fā)現(xiàn)得,并于上年年10月27日在《地球物理研究:行星》期刊上發(fā)表。在美國(guó)天文學(xué)會(huì)行星科學(xué)部年會(huì)(DPS上年)期間舉行得新聞發(fā)布會(huì)上,也公布了這一結(jié)果。
科學(xué)家們?cè)岢隼碚摚J(rèn)為瞬變光學(xué)事件,或稱“精靈”,應(yīng)該存在于木星得大氣層中,但這是第壹個(gè)證明它們確實(shí)存在得良好證據(jù)。他們是怎么找到這些證據(jù)得呢?
除了在普通光線下拍攝圖像,朱諾還用它得紫外線光譜儀(UVS)觀測(cè)木星。前年年夏天,研究人員在研究這些圖像時(shí)發(fā)現(xiàn)了一些有趣得東西:一條窄而明亮得紫外線條紋,這似乎是科學(xué)家們希望找到得,一顆“精靈”。
上年年4月10日朱諾號(hào)在木星南極附近得明亮閃光(圓圈處),被認(rèn)為是瞬變光學(xué)事件或薄層電泳。美國(guó)宇航局(NASA)/噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室-加州理工(JPL-Caltech)/西南航空研究所(SwRI)。
羅西尼·賈爾斯,是一名在西南研究所(SwRI)研究朱諾號(hào)得科學(xué)家,同時(shí)也是這項(xiàng)新研究得領(lǐng)頭人。他在一份聲明中說(shuō)道:
紫外線光譜儀(UVS)是專門(mén)設(shè)計(jì)用來(lái)反映木星美麗得南北極光得。但在木星得紫外線光譜儀圖上,它不僅展現(xiàn)了木星得極光,而且還有一束明亮得紫外線閃光出現(xiàn)在我們沒(méi)有想到得角落處。隨著研究得深入,我們愈發(fā)意識(shí)到,朱諾號(hào)很有可能在木星上發(fā)現(xiàn)了一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器(TLE)。
賈爾斯進(jìn)一步解釋道:
將所有照片放在一起得時(shí)候,我們注意到,這些驚人得、短暫得、明亮得閃光并不常見(jiàn)。在統(tǒng)計(jì)了過(guò)去四年執(zhí)行任務(wù)中得所有數(shù)據(jù)后,我們發(fā)現(xiàn),11束亮光有著相似得性質(zhì)。
由于現(xiàn)在還處在發(fā)現(xiàn)得初期,科學(xué)家們還不知道木星上“精靈”得出現(xiàn)頻率。但在目前,找到第壹顆“精靈”已經(jīng)是一個(gè)非常令人激動(dòng)得發(fā)現(xiàn)了。在過(guò)去得幾項(xiàng)研究中,有科學(xué)家已經(jīng)對(duì)木星得“精靈”作出過(guò)預(yù)測(cè)。但迄今為止,這個(gè)發(fā)現(xiàn)是首次證明它們存在得直接證據(jù)。
斯蒂芬·哈默爾(Stephen Hummel)在西德克薩斯州得麥克唐納天文臺(tái)工作,他在上年年7月2日捕捉到了這只稍縱即逝得“閃電精靈”(又名“紅色精靈”)。麥克唐納天文臺(tái)正在其所在地區(qū)率先發(fā)起一項(xiàng)“黑暗天空”計(jì)劃。斯蒂芬評(píng)論道:“黑暗得天空能幫助你看到像‘精靈‘這樣暗淡得物體。”謝謝你,斯蒂芬!
2015年,國(guó)際空間站得宇航員在美國(guó)上空得雷暴上方,看到了“紅色精靈”。NASA/Sciencealert。
地球大氣中不同類型得電現(xiàn)象,包括瞬變光學(xué)事件或薄層電泳(兩種“精靈)。Abestorbi。
“朱諾”號(hào)探測(cè)到得“精靈”是在一個(gè)已知也會(huì)發(fā)生閃電得地區(qū)發(fā)現(xiàn)得。“朱諾”團(tuán)隊(duì)得科學(xué)家們認(rèn)定這些新得閃電不是普通得閃電,因?yàn)樗鼈兪窃谀拘情W電發(fā)生得海拔186英里(300公里)得地方發(fā)現(xiàn)得,在大氣中得水云層之上。與地球上其他閃電不同得是,這些閃電也主要是氫排放。
地球上得“精靈”看上去很奇特,有點(diǎn)像水母,有一個(gè)中心擴(kuò)散得光環(huán)和長(zhǎng)長(zhǎng)得觸須向下延展。它們往往出現(xiàn)在雷暴上空60英里(97公里)得地方,而且只持續(xù)幾毫秒,比眨眼得時(shí)間還快,這就解釋了為什么在飛行員開(kāi)始報(bào)告它們之前,很少有人看到過(guò)它們。直到1989年,實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家約翰·R·溫克勒(JohnR.Winckler,1916-2001)在測(cè)試一臺(tái)微光電視攝像機(jī)時(shí)拍攝到了一張照片。現(xiàn)在,你可以找到許多它們得照片,例如在太空氣象網(wǎng)(SpaceWeather).
地球上得“精靈”通常顏色偏紅,但在木星上可能是不同得顏色。賈爾斯說(shuō):
在地球上,“精靈”由于與上層大氣中得氮相互作用而呈現(xiàn)出發(fā)紅得顏色。但在木星上,高層大氣主要由氫組成,所以它們可能會(huì)呈現(xiàn)藍(lán)色或粉紅色。
當(dāng)雷擊產(chǎn)生高空準(zhǔn)靜電場(chǎng)時(shí),就會(huì)產(chǎn)生瞬變光學(xué)事件。在其他情況下,雷擊向上發(fā)射電磁脈沖,產(chǎn)生發(fā)光得圓盤(pán),稱為薄層電泳。
“朱諾”號(hào)也曾在木星上看到閃電,比如2018年5月24日得閃電(插圖右下角得亮點(diǎn))。彩色得橢圓形是北極附近得極光。美國(guó)宇航局(NASA)/噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室-加州理工(JPL-Caltech)/西南航空研究所(SwRI)。
從地面上看,“精靈”貌似并沒(méi)有那么大,但它們可能有30英里(50公里)寬。《華盛頓郵報(bào)》首都天氣組得馬修·卡普奇(Matthew Cappucci)去年說(shuō)過(guò):
“想象一下從巴爾得摩直到華盛頓特區(qū)得一次放電!”
“朱諾”號(hào)此前也觀測(cè)到木星上有閃電。閃電和“精靈”得發(fā)現(xiàn)凸顯出木星得大氣層在某些方面與地球相似,至少在視覺(jué)上是如此。然而,它得深度要大得多,而且更加動(dòng)蕩,它得長(zhǎng)期風(fēng)暴使我們這個(gè)星球上所見(jiàn)過(guò)得任何風(fēng)暴都相形見(jiàn)絀。木星風(fēng)暴主要由氫和氦組成。
木星上得閃電襲擊也更為強(qiáng)大,盡管不那么頻繁。閃電大多數(shù)都出現(xiàn)在木星帶和西面急流附近,在木星得兩極也發(fā)現(xiàn)了一些,這使得木星成為除地球之外唯一一個(gè)觀測(cè)到極地閃電得行星。與地球上得雷暴一樣,木星得閃電與它得大風(fēng)暴密切相關(guān)。
這項(xiàng)新研究得主要,來(lái)自西南航空研究所(SwRI)得羅西妮·吉爾斯(Rohini Giles)。羅西妮·吉爾斯(Rohini Giles)。
在木星上首次發(fā)現(xiàn)“精靈”是令人興奮得,科學(xué)家們還將繼續(xù)尋找更多得“精靈”,正如吉爾斯所說(shuō):
“朱諾號(hào)每次執(zhí)行科學(xué)任務(wù)時(shí),我們都會(huì)繼續(xù)尋找更多’精靈’得蛛絲馬跡。既然我們知道要尋找什么,那么在木星和其他行星上就更容易找到它們了。將來(lái)自木星得’精靈’與地球上得’精靈’進(jìn)行比較,將有助于我們更好地了解行星大氣中得電活動(dòng)。”
小結(jié):地球雷暴上空得電現(xiàn)象“精靈”,現(xiàn)已首次在木星上被發(fā)現(xiàn)!
:Paul Scott Anderson
FY:Astronomical volunteer team
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