Onderzoekers van het Centrum Wiskunde & Informatica (CWI) en hun collega’s van de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e), de Open University of Israel en Tel Aviv University (TAU) voorspellen de aanwezigheid van sprites – reuzenbliksems boven de wolken – op Venus, Saturnus en Jupiter. De onderzoekers presenteerden in oktober hun gegevens op het European Planetary Science Congress in Nantes. De CWI-onderzoekers zijn er nu, in november 2011, voor het eerst in geslaagd om delen van sprites op de planeet Venus te simuleren. Resultaten van dit lopende onderzoek zijn onder andere belangrijk voor het ontwerp van apparatuur voor toekomstige ruimtemissies naar andere planeten.
Sprites zijn pas sinds een jaar of twintig een bekend verschijnsel op aarde. De reuzenbliksems ontwikkelen zich op 40-90 km hoogte in de atmosfeer en worden opgewekt door de sterke elektrische stromen en velden van ‘gewone’ bliksem. Omdat is aangetoond dat gewone bliksems zich ook op Saturnus, Jupiter en waarschijnlijk ook op Venus ontwikkelen, is het aannemelijk dat boven de wolken van deze planeten ook sprites kunnen ontstaan. Die zouden dus het eerst te zien zijn vanuit de ruimte. Het theoretische en experimentele onderzoek hieraan is voorgesteld door het CWI. De Israelische onderzoekers brengen de kennis over de atmosfeer van andere planeten in en het experimentele werk aan gasontladingen is gedaan op de TU/e. Op het CWI richten onderzoekers zich op simulaties. Zij behaalden deze week hun eerste resultaten met het simuleren van streamers – de uitlopers van sprites – op Venus.
Om de mogelijke sprite- waarnemingen op andere planeten te modelleren is een grote uitdaging; er is nog weinig bekend over gasontladingsprocessen in planeetatmosferen. De samenstelling van de atmosferen en de temperaturen op Venus, Jupiter en Saturnus verschillen sterk van de aarde en onderling. Op Venus heerst een temperatuur van circa 500 graden Celsius en bestaat de atmosfeer uit voornamelijk koolstofdioxide (96,5%) en stikstof (3,5%). Vreemd genoeg zijn juist door die kleine bijvoeging van stikstof de ontladingen op Venus te zien; in pure koolstofdioxide zouden ze bijna onzichtbaar zijn. In verder onderzoek gaan de CWI-onderzoekers zich richten op simulaties van Saturnus en Jupiter.
De studies van Ute Ebert van het CWI naar sprites staan wereldwijd in de belangstelling. Zij is hoofd van de onderzoeksgroep Multiscale Modelling and Nonlinear Dynamics op het CWI en is daarnaast als hoogleraar verbonden aan de TU/e. In 2009 verklaarde zij samen met collega’s van het CWI voor het eerst in simulaties de oorsprong van sprites boven de onweerswolken op aarde. Ebert en haar collega’s verrichten al geruime tijd onderzoek naar het voorspellen en meten van de ontlading boven de onweerswolken op Venus, Jupiter en Saturnus.
Illustratie: Artist's impression van bliksem op Venus. Bron: ESA.
Meer informatie:
- de homepage van Ute Ebert http://www.cwi.nl/~ebert
Eerdere publicaties over dit lopende onderzoek:
- A study on the possibility of sprites in the atmospheres of other planets, Y. Yair, Y. Takahashi, R. Yaniv, U. Ebert, Y. Goto, J. Geophys. Res. 114, E09002 (2009), besproken in Alien sprites, Research Highlight in Nature, 17 sept. 2009
- proceedings of EPSC-DPS, Nantes, France, Oct. 2011: Detectability of sprites above lightning storms on the giant planets [2 pages], by D. Dubrovin, Y. Yair, Y. Takahashi, C. Price, S. Nijdam, E.M. van Veldhuizen, U. Ebert; http://meetingorganizer.copernicus.org/EPSC-DPS2011/EPSC-DPS2011-572-1.pdf
- Recent persbericht van de onderzoekspartner in Tel Aviv University:http://www.aftau.org/site/News2?page=NewsArticle&id=15573
