Blesky na Jupiteru jsou více než 100krát silnější než na Zemi

Foto: NASA/Unsplash

Silnější bouře na Jupiteru produkují silnější blesky. Nová měření se snaží odhalit elektrické jevy spojené s bouřkami na Zemi.

Zásah bleskem nechce zažít nikdo z nás. A i když je pravděpodobnost zásahu minimální, existují případy, kdy blesk člověka usmrtil, jiní jedinci se s ním za svůj život setkali i několikrát a vyvázli jen s „minimálním“ popálením. Já osobně vím, že na Jupiter rozhodně nepoletím, protože i když bouřky na Zemi miluji, ty na Jupiteru bych rozhodně zažít nechtěla.

Jupiter je nejhmotnější planetou v naší sluneční soustavě. Její velikosti odpovídají obrovské bouře, z nichž některé trvají dokonce několik staletí. Některé z těchto bouří generují ohromné ​​blesky. Jejich záblesky můžou mít až 100krát více enegie než blesky na Zemi.

Výsledky pocházejí z analýzy dat z kosmické sondy NASA Juno, která obíhá Jupiter od roku 2016 a skenuje atmosféru pomocí svého mikrovlnového radiometru, který dokáže detekovat rádiové emise z blesků podobné rádiovému rušení vytvářenému blesky na Zemi. Mikrovlny se nacházejí na vysokofrekvenčním konci rádiového spektra.

Studium blesků na jiných planetách odhaluje pozemské mechanizmy

Studium bouří na jiných planetách vrhá světlo na bouře na naší planetě. Systém bouří na Zemi stále není zcela pochopený. I když si myslíme, že o blescích na Zemi víme hodně, tolik toho zase nevíme. Vědci navíc v posledním desetiletí objevili několik nových typů „přechodných světelných jevů“ spojených s bouřkami, které se objevují na Zemi. Říká se jim TLE. Mezi tyto TLE, neboli milisekundové elektrické jevy v troposféře nad velkými bouřemi, patří sprity, jety, halo a jev zvaný ELVE.

Na Jupiteru blesky vědcům „říkají o konvekci, což je způsob, jakým atmosféra víří a přenáší teplo zespodu“. I když konvekce na Zemi a Jupiteru funguje trochu jinak, protože Jupiter má atmosféru s převahou vodíku. Takže jupiterův vlhký vzduch je těžší a hůře se vynáší nahoru.

Vzduch na Zemi se skládá převážně z dusíku, který je těžší než voda, takže přidaná voda zvyšuje vztlak vlhkého vzduchu. Těžší vlhký vzduch na Jupiteru nejenže znamená, že k vzniku bouře je zapotřebí mnohem více energie, ale bouře také mnohem více energie uvolní, když dosáhne horní vrstvy atmosféry, což vede k vysokým rychlostem větru a intenzivním bleskům mezi mraky.

Kosmické lodě prolétající kolem Jupiteru

Podle Wonga téměř každá kosmická loď prolétající kolem Jupiteru detekovala blesky, hlavně proto, že záblesky na noční straně planety vynikají. Na základě dat z předchozích misí, které dokázaly detekovat pouze super silné záblesky na temné straně, si Jupiter získal pověst zdroje, který do svých záblesků vkládá větší sílu než pozemské blesky. To platilo do chvíle, kdy vysoce citlivá kamera pro sledování hvězd na sondě Juno vzbudila pochybnosti a detekovala četné, ale slabší záblesky podobné těm na Zemi. Problém se snímkováním noční strany planety obecně spočívá v tom, že mraky můžou pohled na blesky blokovat a ztěžovat určení jejich skutečné optické síly.

Hlavní přístroj sondy Juno, mikrovlnný radiometr, poskytl přesnější způsob měření výkonu blesků bez vlivu zatemňujících mraků v atmosféře Jupiteru. Přestože přístroj nebyl původně navržený ke studiu blesků, radiometr směřující dolů dokáže detekovat mikrovlnné emise z blízkých bouří.

Bouře na Jupiteru se však často vyskytují současně v pásech, které planetu obklopují. Takže je těžké určit, která bouře blesky způsobila a bez přesné polohy bouře není možné určit sílu blesků pouze pomocí mikrovlnných měření. Astrofyzik tato měření přirovnal k sérii zvuku petard při oslavě čínského Nového roku, kdy nevíte, jestli se jedná o explodující popcorn kousek od vás, nebo o petardy o blok dál.

Nenápadné superbouře

Naštěstí v letech 2021 a 2022 nastalo v severním rovníkovém pásu klidné počasí a Wong se dokázal soustředit na jednu velkou bouři po druhé a pomocí Hubbleova vesmírného dalekohledu, kamery sondy Juno a snímků sdílených amatérskými astronomy přesně určil její polohu. Tyto superbouře označil za „nenápadné“. Stejně jako u skutečných superbouří přetrvával jejich vzorec aktivity měsíce a globálně transformoval strukturu okolní oblačnosti. Na rozdíl od skutečných superbouří však jejich oblačné věže dosahovaly pouze skromných výšek malých bouří.

Foto: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Björn Jónsson (JunoCam); Wong a kol. (2026, AGU Advances; HST a Juno MWR)/Laboratoř vesmírných věd na Kalifornské univerzitě v Berkeley

Protože vědci konečně měli přesné místo, mohli říct: „Dobře, víme, kde to je, takže měříme přímo výkon.‘“

Juno během tohoto období provedlo 12 přeletů nad izolovanými bouřemi a při čtyřech z nich bylo dostatečně blízko, aby změřilo mikrovlnnou statickou elektřinu z blesků. Během těchto přeletů zaznamenávalo záblesky v průměru tři za sekundu. Při jednom přeletu Juno detekovalo 206 samostatných pulzů mikrovlnného záření. Z celkem 613 naměřených pulzů Wong vypočítal, že výkon se pohyboval od přibližně výkonu blesku na Zemi až po 100 a vícenásobek výkonu pozemského blesku. Wong ale varoval, že emise blesků ze Země porovnával na jiné rádiové vlnové délce, než emise blesků z Jupiteru. Proto v tomto srovnání existuje určitá nejistota. Na základě jedné studie rádiové emise blesků na Zemi mohly být blesky z Jupiteru milionkrát silnější než ty na Zemi.

Převod mikrovlnné energie blesku na celkový výkon není přímočarý, poznamenala spoluautorka studie Ivana Kolmašová, kosmická fyzička Karlovy univerzity v Praze a členka Akademie věd České republiky.

Blesk nejen vyzařuje na rádiových a optických vlnových délkách, ale také generuje tepelnou, akustickou a chemickou energii. Odhaduje se, že na Zemi jeden blesk uvolní přibližně 1 gigajoule celkové energie, neboli miliardu joulů, To stačí k napájení 200 průměrných domácností po dobu jedné hodiny. Wong odhaduje, že energie blesku na Jupiteru je až 500krát a možná až 10 000krát větší než energie blesku na Zemi.

Blesk pravděpodobně vzniká podobně jako blesky na Zemi, kde stoupající vodní pára kondenzuje do kapek a ledových krystalků, které se elektricky nabíjejí, což vede k velkým rozdílům napětí mezi mraky, nebo mezi mraky a zemí. Proto jsou pozemské bouřky spojované s krupobitím. Zatím co na Jupiteru pohání vodní pára stoupání bouřkových mraků do horních vrstev atmosféry, ale nabité ledové krystalky se skládají z vody a amoniaku. Jedna teorie říká, že voda a amoniak se spojují a tvoří „koule“, které padají jako rozbředlé kroupy.

Zatímco silnější blesky s sebou nesou vyšší napětí mezi mraky, detaily o tom, jak vznikají na Jupiteru oproti Zemi, zůstávají záhadou. Tady začínají být detaily vzrušující a člověk se může ptát: „Mohl by klíčový rozdíl spočívat v atmosféře vodíku a dusíku, nebo by to mohlo být tím, že bouře na Jupiteru jsou vyšší, a proto se jedná o větší vzdálenosti?‘“. Bouře na Jupiteru jsou vysoké více než 100 kilometrů, oproti 10 kilometrům na Zemi.

„Nebo by to mohlo být tím, že je k dispozici více energie, protože vlhká konvekce na Jupiteru vyžaduje větší nahromadění tepla, než je možné vyvolat bouři, která by mohla vést k bleskům?“. Stále je to aktivní oblast výzkumu, takže se necháme překvapit, na co vědci přijdou.

Mezi Wongovy spoluautory patří postdoktorand z Berkeley Ramanakumar Sankar a kolegové z USA, Česka a Japonska. Výzkum podporovala NASA (80NSSC19K1265, 80NSSC25K0362).

Zdroje: hlavní autor studie Michael Wong, planetární vědec z Laboratoře vesmírných věd Kalifornské univerzity v Berkeley; https://www.ssl.berkeley.edu/lightning-bolts-on-jupiter-pack-more-than-100-times-the-power-of-earths-flashes/; Rozložení výkonu blesků rádiovými pulzy v nenápadných superbouřích na Jupiteru v letech 2021–2022  ( AGU Advances ); Magnetické tornádo rozdmýchává mlhu na pólech Jupiteru  (2024), Webbův teleskop objevil intenzivní tryskové proudění v atmosféře Jupiteru  (2023), https://news.berkeley.edu/2025/04/15/on-jupiter-its-mushballs-all-the-way-down/