能裝下半個月亮的超級閃電誕生!直徑2200公里,地球上也出現過同類型閃電

天空之城 2020/11/06 檢舉 我要評論

木星是太陽系內最大的一顆行星,屬於氣態行星,根據朱諾探測器等的發現成果,木星大氣層中出現了一種在地球上已發現的閃電類型,這就是藍色精靈。藍色精靈閃電並不是普通的閃電,它形成的原因非常特殊,是自下向上釋放。普通的閃電是從上向下釋放,因此我們才使用避雷針避免被閃電擊中。藍色精靈閃電從下向上釋放能量,而且發生在30至80公里的高層大氣上,發生的高度也與普通的閃電不一樣,因此其形成機制也與普通的閃電不一樣。

圖片解讀:旅行者1號上觀測到的木星閃電,解析度不高

圖片解讀:NASA朱諾探測器上觀測到的藍色精靈閃電

很早以前,科學家就發現了藍色精靈閃電的存在,但是需要觀測上給出證據。從1920年代預測其存在,到1989年首次觀測到直接證據,期間花了大約70年的時間。2001年,美國科學家觀測到藍色精靈閃電出現,全長達到70公里,從對流層頂部開始釋放,一直沖到了大氣層最頂端的位置。藍色精靈閃電有較大的暈圈,就像一個精靈的頭部,或者說像樹冠,上端結構較大,下端為條須狀,由於藍色精靈閃電會發生在80公里以上的高度,因此從空間站上觀測閃電就比較容易了。

由於藍色精靈存在特殊的能量釋放通道,我們目前的閃電激發機制無法對其進行分析,但是科學家發現,藍色精靈也發生在木星上!在木星的大氣中,也發現了類似的藍色精靈閃電。這是一種自然的氣象現象,僅持續幾分之一秒。

圖片解讀:藍色精靈閃電的釋放機制不一樣,從下向上釋放

美國宇航局的旅行者1號在1979年就對木星的黑夜一側的雷暴圖像進行了觀測,當時並沒有找到藍色精靈閃電。一直到朱諾探測器抵達木星之後,我們在可見光和紫外線波段上察覺到幾次藍色精靈閃電的出現,至少觀測到11次。

木星上的藍色精靈閃電與地球上的不一樣,持續時間非常短,只有1.4毫秒,直徑也比地球上的閃電大得多,達到500至2200公里。且出現的高度更高,從木星1巴大氣壓面(假設中的木星表面)到269公里高度的位置,才是木星藍色精靈閃電的發生位置。我們通過對木星藍色精靈閃電的研究,得出該閃電的出現可能與水和氨組成的雲層有關。

圖片解讀:1994年,NASA等觀測到的藍色精靈,紅色的暈圈有30公里

電磁和靜電脈衝輻射到高層大氣中,將氮氣分子激發,形成藍色精靈閃電。地球上的藍色精靈閃電寬25至50公里,大約90公里高,持續時間大約2至10毫秒。藍色精靈閃電光暈呈散佈狀,有圓盤特徵,半徑可達到100公里。由於其形成的時間很短,我們肉眼難以看到 ,需要觀測設備才能捕獲到藍色精靈閃電。1994年,NASA和阿拉斯加大學利用航空器對雷暴雲進行跟蹤,捕捉到了第一張彩色的藍色精靈閃電圖像,使用的是使用增強型彩色攝像機,紅色的暈圈有30公里長,這是因為雷暴中氮氣被激發,形成了氮螢光輻射。

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