木星上的巨型风暴能够产生威力惊人的闪电。图片来源：NASA/JPL-Caltech

本报讯 木星被风暴围绕，闪电熠熠生辉。但由于大多数闪电都被这颗气态巨行星厚厚的云层遮挡，科学家一直难以确定它们的威力。

一项近日发表于《美国地球物理联盟进展》的研究给出了令人震惊的答案：木星每次闪电的能量是地球闪电的100至1万倍。这一发现得益于美国国家航空航天局（NASA）“朱诺号”探测器搭载的仪器，该探测器已环绕木星运行了10年。

地球上的一道闪电释放的能量约为10亿焦耳。这意味着木星最强烈的闪电可产生10万亿焦耳的能量，威力相当于2400吨TNT炸药，或投在日本广岛的原子弹的1/6。根据“朱诺号”观测到的闪电频率，这颗狂暴行星上的风暴每分钟释放的能量堪比多枚核武器。

木星存在如此壮观的闪电现象并不令人意外。“旅行者号”探测器在1979年飞掠它时就探测到了闪电。英国卡迪夫大学的Daniel Mitchard表示：“木星本就是一个巨大的气体球，出现高能闪电完全合理。”如今证实这一猜想“令人振奋”，因为闪电在催生复杂化学反应中扮演着重要角色，包括形成原始生命的那些反应。

科学家认为，木星与地球的闪电形成机制基本相同，即水汽与冰粒组成的云层相互交换电荷，产生了巨大的电压差。不过，与地球不同，木星大气中的水与氨结合，形成了类似冰雹的“蘑菇球”，从而改变了风暴中电荷的聚集方式。但即便对这颗行星进行了大量研究，谜团依然存在——木星闪电的威力究竟有多大？

“朱诺号”搭载的微波辐射计派上了用场。它可通过探测无线电波识别水、氨等化合物，还能捕捉闪电释放的无线电波，这意味着科学家可借此定位木星闪电，并推算其强度。

由于木星遍布风暴，“朱诺号”很难锁定单个闪电。但在一次风暴间歇期，科学家抓住了机会。他们借助哈勃空间望远镜和“朱诺号”相机拍摄的图像，成功追踪了几个独立风暴，使“朱诺号”的微波辐射计能够识别出风暴内的单个闪电。

论文第一兼通讯作者、美国加利福尼亚大学伯克利分校的Michael Wong表示，此次研究的4场风暴规模巨大。在直径3000公里的风暴中心，平均每秒出现3次闪电。

研究人员推测，这些雷电以多种形式释放能量，不仅包括“朱诺号”探测到的无线电波和光学辐射，还有热能、声波及化学爆发。这意味着目前计算出的闪电能量可能被低估了。“整个闪电好比是一个尼斯湖水怪，我们只能猜测它到底有多大。”Wong说。

该研究进一步证明，太阳系中许多行星都存在闪电现象。闪电能够触发或加速多种化学反应，威力与火山喷发相当。木星上或许不存在生命，但那些恐怖的闪电可能是其他星球孕育生命的关键力量。

这项研究正值“朱诺号”面临危险之际。2025年，美国白宫将“朱诺号”等数十项正在进行的太空任务列入拟取消名单。NASA近期表示，这些长期科学任务未来数月仍将面临严格的预算审查。即便命运悬而未决，“朱诺号”仍在持续带来新发现。（王方）

相关论文信息：

https://doi.org/10.1029/2025AV002083