20 september 2020

Weersverwachting voor Jupiter: onweersbuien met ammoniakrijke hagelstenen en oppervlakkige bliksems

Impressie van oppervlakkige bliksem in de atmosfeer van Jupiter. Credit: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstädt

Onderzoekers hebben met behulp van de microgolf-radiometer aan boord van NASA’s Juno ruimteverkenner ontdekt dat er in de atmosfeer van Jupiter heftige onweersbuien kunnen plaatsvinden, waarbij ammoniak rijke hagelstenen kunnen vallen en bliksemontladingen kunnen plaatsvinden. Ook op aarde kennen we onweersbuien en daarbij speelt water in z’n drie verschijningsvormen een belangrijke rol: vast, vloeibaar en gasvormig. Op Jupiter speelt water ook een belangrijke rol en wel diep in de atmosfeer, zo’n 50 km onder de toppen van de vanaf de aarde en ruimteverkenners zichtbare wolken, waar de temperatuur ongeveer 0 °C is. Daar ontstaan kristallen van waterijs en die worden bij krachtige wind omhoog gestuwd. Op een gegeven moment komen die kristallen bij de ammoniakrijke laag en daar werkt het ammoniak als een soort antivries, waardoor het ijs in een vloeistof verandert. Wat je dan krijgt zijn een papperig soort van ammoniak-hagelstenen, die de onderzoekers ‘mushballs’ noemen, dat is in de sport een soort van softball. Die mushballs zijn zwaar en daardoor zakken ze weer de diepte van de atmosfeer in en op een gegeven moment verdampen ze daar weer (zie de onweerswolk in de afbeelding hieronder).

Credit: NASA / JPL-Caltech / SwRI / CNRS

Door die vallende mushballs in de heftige onweersbuiten wordt ammoniak naar de diepere delen getransporteerd en dat zorgt voor een mix van ammoniak in de atmosfeer, iets waar onderzoekers zich eerder al van afvroegen hoe dat kan. De onderzoekers zagen in de gegevens verzameld met Juno ook ‘oppervlakkige bliksem’ (Engels: shallow lightning), dat wil zeggen bliksem die in de ondiepe, hogere delen van het wolkendek van Jupiter voorkomt. Het gaat om kleine flitsen, die verschijnen als heldere vlekken op de wolkentoppen, gezien met één van de camera’s van Juno. In de gebieden waar deze bliksems voorkomen is de temperatuur zo’n 66 graden onder nul, waar water niet in vloeibare vorm kan bestaan – een vereiste voor het ontstaan van bliksems. Wellicht dat ammoniak ook hierin een rol speelt en er voor zorgt dat de ijskristallen door hun antivrieswerking ontdooien en ze dan bliksem produceren. Over de waarnemingen met Juno van de onweersbuien met ammoniakrijke hagel en oppervlakkige bliksems hebben de onderzoekers drie vakartikelen gepubliceerd:

Storms and the Depletion of Ammonia in Jupiter: I. Microphysics of ‘Mushballs,’” T. Guillot et al., 2020 Aug. 6, Journal of Geophysical Research: Planets

Storms and the Depletion of Ammonia in Jupiter: II. Explaining the Juno Observations,” T. Guillot et al., 2020 Aug. 6, JGR Planets

“Small Lightning Flashes Indicating Shallow Electrical Storms,” H. N. Becker et al., 2020 Aug. 6, Nature.

Bron: CNRS.

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.