木星上的闪电威力可能是地球的100倍

加州大学伯克利分校的研究团队借助NASA朱诺号探测器的微波辐射计数据，首次较准确地量化了木星闪电的能量强度——部分闪电功率可达地球闪电的100倍以上，甚至可能更高。朱诺号自2016年进入木星轨道以来，持续观测其大气；其微波辐射计能穿透云层，探测闪电产生的微波信号（属高频无线电波），克服了可见光观测易被云遮挡、难以判断真实亮度的局限。过去探测器仅捕捉到最亮的闪电，误以为木星闪电普遍极强；而朱诺号高灵敏度相机又发现了大量接近地球强度的较弱闪电，使问题更复杂。直到2021–2022年，木星北赤道带风暴活动暂时减弱，研究人员得以锁定孤立的‘隐形超级风暴’——这些风暴持续数月、显著改变周边云系，但云塔高度却不高。结合哈勃望远镜、朱诺号相机及业余天文爱好者拍摄图像，团队精确定位了多个此类风暴，并在12次飞越中4次成功近距离测量到闪电微波信号。四次飞越期间，平均每秒记录约3次闪电，单次飞越最多捕获206个微波脉冲；在全部613个可测脉冲中，闪电强度跨度极大，从与地球相当到超百倍不等。研究者指出，因木星与地球闪电在不同无线电波段被测量，直接比较仍有不确定性——有先前研究甚至推测木星闪电能量或达地球的百万倍。地球典型闪电释放约1吉焦（10亿焦耳）能量，足够200户普通家庭使用一小时；而木星闪电估算释放能量约为地球的500至10,000倍。科学家认为，木星闪电成因机制与地球雷暴类似：水汽上升凝结为冰晶和液滴并起电，形成云间或云地间高压差。但关键差异在于大气成分——地球以较重的氮气为主，湿空气（含水汽）反而更轻、易上升；木星则以轻质氢气为主，含水氨混合物形成的‘ mushballs’（冰泥球）更重，需极大能量才能抬升。木星风暴云塔可高达100公里（地球仅约10公里），且深层湿对流积聚的热能更多，这些都可能是闪电超强的原因。目前，究竟是大气成分（氢vs氮）、风暴高度，还是能量储备规模起主导作用，仍是活跃的研究课题。