Jediný úder blesku na Jupiteru by mohl uvolnit tolik energie, že by to stačilo na napájení dvou milionů domácností po celou hodinu. To je „nejzářivější“ závěr nové studie Michaela Wonga.
Ten využil data získaná sondou NASA Juno k tomu, aby poprvé důsledně změřil skutečnou sílu úderu blesku na plynném obrovi. Výsledky zveřejněné v časopise AGU Advances ukazují, že některé joviánské blesky dosahují 500 až 10 000násobku energie typického pozemského blesku. Na naší planetě se při jediném elektrickém výboji uvolní přibližně 1 gigajoule, tedy 1 miliarda joulů, což by stačilo k napájení asi 200 průměrných domácností po dobu 60 minut. Extrapolujeme-li tato čísla na Jupiterovy bouře, je těžké si představit jejich velikost.
Radiometr místo kamery
Od svého příletu k planetě v roce 2016 Juno obíhá mezi pásy bouří, které mohou trvat měsíce nebo dokonce staletí. Skutečným průlomem však nebylo pozorování většího množství blesků, ale schopnost je přesně kvantifikovat. Na rozdíl od předchozích misí, které zachycovaly nejjasnější blesky z noční strany planety, Juno používá mikrovlnný radiometr. Tento přístroj „nevidí“ viditelné světlo blesků, ale místo toho zachycuje emise rádiových vln, které procházejí hustými vrstvami mraků, což umožňuje zjistit skutečný výkon každého výboje, aniž by byl maskován atmosférou.
Již první sondy, které navštívily Jupiter, naznačily existenci kolosálních blesků, ale zaznamenaly pouze nejextrémnější jevy. Bylo to, jako bychom se snažili pochopit pozemské bouře pozorováním pouze těch nejpůsobivějších blesků. Juno tento zkreslený pohled napravila a navíc odhalila obrovskou rozmanitost: některé joviánské blesky jsou srovnatelné s pozemskými, zatímco jiné mají zcela jiné měřítko.
Bouřky, které se „více snaží“ existovat
Odborníci na fyziku atmosféry vysvětlují tento rozdíl tím, že připomínají, jakým způsobem bouře na jednotlivých světech vznikají. Na Zemi je vodní pára lehčí než okolní suchý vzduch, což podporuje vznik vlhkých hmot, které vytvářejí elektricky nabité mraky. Na Jupiteru, v jehož atmosféře převládá vodík, je tomu naopak: vlhký vzduch je těžší, takže bouře jen velmi těžko nabírají výšku.
Když se jovská bouře zvedne, stane se tak poté, co nashromáždí obrovské množství energie, a výsledný výboj je úměrně tomu prudší. Navíc rozsah jevu zesiluje účinek: Jupiterovy bouře mohou dosahovat výšky více než 100 kilometrů, zatímco na Zemi je to obvykle kolem 10 kilometrů. Větší výška znamená větší oddělení elektrického náboje, a tedy i vyšší napětí.
Údaje ze sondy Juno
Wongův tým vycházel z analýzy několika obletů provedených v letech 2021 až 2022. Během tohoto období sonda prolétla nad dvanácti izolovanými bouřkami; ve čtyřech z nich prolétla dostatečně blízko, aby mohla zaznamenat mikrovlnné záření blesků. Záblesky byly v průměru tři za sekundu; při jednom z průletů Juno zachytila 206 různých pulzů mikrovlnného záření.
Z celkového počtu 613 naměřených pulzů Wong vypočítal, že jejich výkon se pohyboval od výkonu podobného pozemskému blesku až po více než stokrát vyšší. Vzhledem k tomu, že srovnání bylo provedeno mezi pozemskými emisemi na jedné rádiové vlnové délce a joviánskými emisemi na jiné vlnové délce, studie připouští určitou nejistotu. Pokud se rádiové emise pozemských blesků porovnají přímo s emisemi z Jupiteru, vědci upozorňují, že výboje plynného obra mohly být až milionkrát silnější.
Přírodní laboratoř v planetárním měřítku
Kromě rozšíření našich znalostí o Jupiteru vrhají tyto poznatky světlo na jevy, které jsou na naší planetě stále málo známé. Vědci paradoxně přiznávají, že o pozemských bleskách toho stále víme poměrně málo. V posledních letech byly identifikovány elektrické jevy v horních vrstvách atmosféry, jako jsou tzv. sprites, prchavé načervenalé luminiscence, které se objevují nad bouřkovými mraky, nebo ELVES, rozšiřující se světelné prstence v ionosféře, které teprve začínáme luštit. Studium Jupiteru nabízí možnost pozorovat tyto procesy za extrémních podmínek, jako by planeta byla přírodní laboratoří v gigantickém měřítku.
Mise Juno tak nejen mapuje nejbouřlivější klima sluneční soustavy, ale také poskytuje cenné informace o tom, jak se energie pohybuje v atmosféře každé planety. Jevy, které považujeme za důvěrně známé, jako je například obyčejná bouřka, se mohou při změně okolních podmínek zcela proměnit. Na Zemi trvá blesk zlomek sekundy, na Jupiteru může být konečným projevem bouře, která se připravovala celé měsíce. A právě tento rozdíl nás více než jakékoli číslo nutí přehodnotit naši představu o síle přírody.