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综合编译：杨承霖
校对：牧夫天文校对组
后期：胡永葳
责任编辑：王启儒
木星北极的漩涡中，美国宇航局的朱诺号探测器捕捉到了一道绿色的光芒。
在拍摄这幅图像时，朱诺号距离木星云顶约32,000千米，纬度约78度，正朝向这颗行星飞行
Credit：NASA
是闪电吗？
这束闪光难以解释之处在于其深度之“浅”。
在地球上，由水蒸气构成的地球云层可以积聚电荷，从而产生闪电。木星在云顶下45到65公里也有水云，但朱诺号发现闪光的位置要高得多，大约在这些水云上方25公里处。在这样的海拔高度，温度足有–88摄氏度，液态水无法存在，闪电就无法形成。
“浅层闪电”可能来源于被从风暴低层抛向高空的水蒸气
Credit: NASA/JPL-Caltech/SwRI/CNRS
事实是，木星的大气层不仅仅含有水，还有氨：一种很好的防冻剂。
研究人员推测，木星更深的雷暴将水从低层（图中浅蓝色区域）抛向更高的地方，水在那里与氨混合并形成能够产生电荷的云，从而产生闪电（方框所示）。
木星上这类特殊闪电被称为“浅层闪电”(shallow lightning)。
这张精彩的浅层闪电的照片出自一位 “民间科学家”凯文·吉尔 (Kevin M. Gill)之手。
照片的原始图像是在2020年12月30日朱诺号完成对木星的第31次近距离飞越时捕捉的，而吉尔在2022年才根据原始数据合成出了这幅图像。
来自朱诺号相机（JunoCam）的原始图像：研究人员要后期处理代表红色、绿色和蓝色通道的三个独立灰度图像，才能构建出我们所看到的彩色图片
Credits：NASA
朱诺号飞船搭载的相机JunoCam拍摄的原始图像不经过处理是无法直接观看的。同时图像合成过程非常复杂，传回的图像又堪称海量，技术团队无暇处理全部，便将原始图像公开，供公众志愿者加工为成图。每个处理 JunoCam 图像的人都会选择一种独特的方法来解读木星，强调图片中木星不同的特征。
（朱诺号的“民间科学家项目”网址：
https://missionjuno.swri.edu/junocam/processing
感兴趣的读者可以自己试试处理原图）
尽管吉尔合成的图片非常震撼人心，然而天文学家对此现象并不吃惊。朱诺号远不是第一个在木星大气中探测到闪电的探测器，旅行者一号早在1979 年就发现了木星上有闪电。但比起前辈，朱诺号的轨道距离更近，距离木星大气也更近，拍摄的相片也更加清晰。
美国宇航局预计会在这些风暴云中看到更多闪电。在接下来的几个月里，朱诺号将调整轨道不断接近木星，当其飞过这颗巨大行星的黑夜的一侧时，其搭载的科学仪器会有很多捕捉闪电活动的机会。
至今不同木星探测器观察到的闪电位置分布，大多集中在两极地区
Credit：Nature
在地球上，闪电最频繁地出现在赤道附近；而在木星上，闪电最常见于极地附近。
这种位置分布的不同与两颗行星热量分布的方式有关。因为地球以太阳为热源，热量便集中在赤道周围；而木星距离太阳更远，其大部分热量由行星内部自发产生，从而在大气中产生不同的对流模式，闪电驱向两极。
朱诺号宇宙飞船
Credit: NASA/JPL-Caltech
朱诺号于 2011 年发射升空，并在五年后到达木星。探测器在一个高度椭圆的轨道上环绕木星，每 43 天完成一圈。朱诺号任务原计划于 2021 年退役，由于状态良好，服役时间至少能延长至2025 年，并计划对木星最大的两颗卫星进行额外的飞越：木卫二和木卫一。期待朱诺号为我们解开木星这个气态巨人的更多谜团！
『天文湿刻』 牧夫出品
微信公众号：astronomycn
火星杰泽罗陨石坑的多云下午，日落前几分钟（毅力号拍摄）
Credit：NASA
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