Увидеть вспышки молний раньше астрономам мешала высокая поверхностная яркость атмосферы Сатурна. Причем как в дневное, так и в ночное время: яркие кольца отражали солнечный свет, и даже ночная сторона планеты оказывалась довольно сильно освещенной. Поэтому астрономам в течение нескольких лет пришлось ждать равноденствия. Конечно, о существовании молний на Сатурне знали и раньше: приборы аппарата Cassini неоднократно фиксировали отрывистый шум в радиодиапазоне, который возникал во время бушующих гроз. «Но на этот раз мы впервые увидели вспышку света одновременно с радиосигналом, — пояснил Джордж Фишер, специалист по радиоизлучению плазмы из Института космических исследований в австрийском Граце. — Теперь, когда данные в оптике и радио совпали, стало ясно, что мы видим мощные грозовые разряды».
Радиовидеомолнии
Данные, полученные в радио— и в видимом диапазоне, указывают на то, что сатурнианские молнии вспыхивают так же ярко, как и самые мощные разряды в земной атмосфере. «Что интересно, штормы там такие же мощные, или даже еще мощнее, чем на Земле. Однако происходят они на Сатурне куда реже. Мы ни разу не фиксировали более одной бури одновременно, хотя обследовали всю планету. Правда, длятся они по несколько месяцев», — пояснил Эндрю Ингерсол, член группы по обработке изображений с Cassini из Калифорнийского технологического института в Пасадене.
Первые вспышки молний Cassini сфотографировал в августе 2009 года. Буря, родившая те молнии, началась в январе 2009 года и закончилась лишь в октябре. Эта гроза стала самой долгой из всех, наблюдавшихся когда-либо учеными в Солнечной системе.
Гроза длиной в полгода
Чтобы получить видеозапись вспышек молний на Сатурне, ученым пришлось дождаться следующей грозы. Новое ненастье на Сатурне не заставило себя долго ждать. Правда, оно оказалось относительно коротким — продолжалось с ноября до середины декабря 2009 года. Снимки, из которых удалось создать видео, были сделаны 30 ноября всего за 16 минут. Каждая вспышка длилась менее одной секунды. Молнии сверкали в светлом облаке, растянувшемся на 3 тыс. км, а сами вспышки подсвечивали области бури размером в 300 км. По ширине вспышек ученые судят о том, насколько глубоко в облаке они произошли.
В земных условиях электрические разряды во время грозы сопровождаются вспышкой, громом и радиопомехами, которые можно услышать в эфире, например на средних волнах. Услышать звук грома от молнии в атмосфере Сатурна ученые пока не могут. Поэтому то, что световые и радиоволны распространяются с одной скоростью, сыграло на руку ученым: отдельные «радиогромы» точно отождествлялись со вспышками.
Равноденствие подвернулось
Хотя аппарат прибыл на орбиту Сатурна в 2004 году, пять лет ему не удавалось сфотографировать молнии: мешала яркая атмосфера, которую подсвечивало то Солнце, то кольца. Свет, отбрасываемый кольцами на ночную сторону Сатурна, делал ее куда ярче, чем видная из космоса ночная сторона Земли даже при полной Луне. Долгожданная темнота на Сатурне, год на котором длится почти 30 земных лет, наступила лишь в августе 2009 года с приходом равноденствия. Солнце оказалось в плоскости колец, подсвечивая только их кромку, и на ночной стороне Сатурна стало по-настоящему темно.
Кстати, возможность увидеть молнии на Сатурне — не единственная радость, которую принесло астрономам прошлогоднее равноденствие. Момент, когда экваториальная плоскость планеты при ее орбитальном движении пересекла центр Солнца, уже помог астрономам более четко рассмотреть строение колец по теням, которые отбрасывают спутники.
Участвовала в наблюдении за молниями и выпускница МГУ Ульяна Дюдина, сейчас работающая в группе изучения изображений с Cassini в Калифорнийском институте. «Теперь мы можем изучить, насколько мощны эти бури, в какой части облаков они формируются и как наблюдаемая светимость соотносится с действительной энергетикой гроз», — пояснила она. Анализ полученных данных приведен в работе, принятой к публикации в журнале Geophysical Research Letters.
