Het is voor het eerst dat er een dergelijke heldere en extreem korte lichtflits op een andere planeet is waargenomen.

Mede dankzij ruimtesonde Juno die al enige tijd rond Jupiter cirkelt, weten we dat de grootste planeet uit ons zonnestelsel over een prachtige en onstuimige atmosfeer beschikt. We zien wervelende wolken, grote kleurrijke riemen en gigantische stormen. Kolkende wolken die wel wat weg lijken te hebben van een Van Gogh schilderij wikkelen zich in banden rond de gasreus. Maar Juno voorziet ons niet alleen van mooie plaatjes. Want het instrument heeft mogelijk iets heel bijzonders in de weergaloze atmosfeer van Jupiter ontdekt.

Heldere lichtflitsen
Nieuwe resultaten van NASA’s Juno-missie suggereren dat heldere lichtflitsen door de bovenste regionen van Jupiter’s atmosfeer dansen. Deze lichtflitsen stellen stratosfeerontladingen voor; een natuurverschijnsel dat zich op aarde soms voordoet boven zware onweerscomplexen. Wetenschappers hadden al wel voorspeld dat dergelijke heldere, supersnelle lichtfitsen zich in de immense kolkende atmosfeer van Jupiter zouden prijs geven. Want ook op Jupiter zijn onweersbuien aan de orde van de dag. Maar hun bestaan bleef theoretisch. Tot nu. Want geheel onverwacht ontdekten onderzoekers met Juno een heldere, smalle strook ultraviolette straling in Jupiter’s atmosfeer die in een flits weer verdwenen was.


Op dit beeld, vervaardigd door het UVS-instrument van ruimtesonde Juno, is een heldere, onvoorspelbare en extreem korte lichtflits te zien. Afbeelding: NASA/JPL-Caltech/SwRI

UVS
De onderzoekers ontdekten de heldere lichtflitsen met behulp van de Ultraviolet Imaging Spectrometer (UVS) waar ruimtesonde Juno mee uitgerust is. De flitsen vonden plaats in een gebied waarvan bekend is dat er bliksem- en onweersbuien voorkomen. “UVS is ontworpen om het prachtige noorder- en zuiderlicht van Jupiter te karakteriseren,” legt onderzoeksleider Giles uit. “Maar we kwamen erachter dat er op UVS-beelden niet alleen de prachtige aurora te zien was, maar ook in de hoek een felle flits UV-licht die daar niet had moeten zijn. Hoe langer we er naar keken, hoe meer we ons begonnen te realiseren dat Juno mogelijk een stratosfeerontlading op Jupiter had gedetecteerd.”

Geen bliksem
De onderzoekers zijn er zeker van dat de heldere lichtflitsen geen bliksem voorstellen. De waargenomen lichtflitsen vonden ongeveer 300 kilometer boven het gebied plaats waar het op Jupiter normaal gesproken vaak bliksemt. Bovendien registreerde UVS dat de spectra van de heldere flitsen werden gedomineerd door waterstofemissies.

Het is best bijzonder dat er in de atmosfeer van Jupiter nu stratosfeerontladingen zijn ontdekt. Want het is voor het eerst dat deze heldere, onvoorspelbare en extreem korte lichtflitsen op een andere planeet zijn waargenomen. Deze stratosfeerontladingen kunnen zowel zogenaamde ‘elves’ als ‘sprites’ voorstellen. Elves tonen zich meestal als snel uitbreidende ringen van zwak licht in de ionosfeer boven grote onweersbuien. Sprites zijn elektrische ontladingen boven cumulonimbus-wolken en lijken vooral in de latere stadia van onweerscomplexen voor te komen als er een grote ladingsverplaatsing plaatsvindt, na een positieve blikseminslag. Het zijn razendsnelle flitsen die maar een paar milliseconden duren; een fractie van de tijd die jij erover doet om met je ogen te knipperen.

Verschillen
Sprites hebben wel wat weg van een kwal. Ze bestaan uit een klodder licht met lange slierten die zich zowel naar beneden naar de grond, als naar boven uitstrekken. Elves verschijnen juist als een afgeplatte schijf die gloeit in de bovenste regionen van de atmosfeer van de aarde. Ook zij lichten de lucht gedurende slechts enkele luttele milliseconden op, maar kunnen wel een stuk groter worden dan sprites en zich tot wel 320 kilometer breed over de lucht uitstrekken. De lichtflitsen op Jupiter kunnen er echter wel een beetje anders uitzien. “Op aarde hebben sprites en elves vaak roodachtige kleuren vanwege de wisselwerking die ze aangaan met stikstof in de bovenste atmosfeer,” legt Giles uit. “Maar op Jupiter bestaat de bovenste atmosfeer voornamelijk uit waterstof. Daardoor zijn de flitsen waarschijnlijk blauw of roze.”


Deze illustratie laat zien hoe de heldere lichtflits eruit zou kunnen zien in de atmosfeer van Jupiter. Afbeelding: NASA/JPL-Caltech/SwRI

De onderzoekers zetten hun onderzoek naar de prachtige en nog altijd raadselachtige atmosfeer van Jupiter voort. “We blijven zoeken naar meer doorslaggevend bewijs voor sprites en elves,” zegt Giles. “Nu we weten waar we naar op zoek zijn, zal het gemakkelijker worden om ze op Jupiter – of andere planeten – te vinden. En door sprites en elves van de gasreus te vergelijken met de fenomenen op aarde, zullen we meer over de de elektrische activiteit in planetaire atmosferen te weten komen.”

Meer over Juno

Ruimtesonde Juno ontfermt zich al sinds 2016 om Jupiter. De sonde werd in 2011 gelanceerd en arriveerde in 2016 bij de planeet, waarna hij zich in een ovaalvormige baan rond Jupiter nestelde. Elke 53 dagen scheert hij langs Jupiter. Oorspronkelijk was het de bedoeling dat de sonde zijn baan zou aanpassen en uiteindelijk in een cirkelvormige baan rond de gasreus zou cirkelen en deze dus continu van dichtbij kon bestuderen. Maar technische problemen zorgden ervoor dat Juno in de ovaalvormige baan bleef steken. En dus scheert deze nog steeds elke 53 dagen langs Jupiter en trakteert ons op prachtige plaatjes. Tijdens zijn missie heeft het vaartuig al heel wat informatie over Jupiter verzameld. Zo weten we ondertussen bijvoorbeeld al veel meer over de kern, compositie, magnetosfeer en polen. Ook hebben we dankzij Juno nu eindelijk een beeld van Jupiters noordpool. Bovendien weten we nu dat de stormen die op de planeet woeden diep reiken en hebben we meer inzicht gekregen in de beroemde Grote Rode Vlek. We weten onderhand dus steeds meer van Jupiters cyclonen af. Zo kwamen onderzoekers er bijvoorbeeld achter dat een vijftal cyclonen in een vast patroon rond een centrale storm op de zuidpool wervelt. Onlangs voegde zich trouwens een zesde cycloon bij de club. Dit soort onderzoek werpt nieuw licht op de cyclonen van turbulent Jupiter en verschaft astronomen nieuw inzicht in hoe de atmosferen van gigantische planeten werken.