En bild av Venus molntoppar som fotograferats av Akatsukis ultravioletta instrument 2019.
(Bild: © Planet-C Project Team)
I årtionden har forskare misstänkt att bultar av el pulsar genom det tjocka atmosfären i Venus, kanske glint från världens sura moln.
Spännande glimtar har hållit sina förhoppningar uppe, men alla är antydningar. Forskare behöver mer definitiva tecken, som förblir svårfångade till och med tre år in i en dedikerad blixtjägares bana om vår nära-tvillingplaneten. Det är den långsamma, frustrerande och förvirrande vetenskapens verklighet som ofta glider ur upptäcktsberättelsen.
"När du läser historieböckerna läser det allt som ett korsord: du vet, någon kom med och mätte detta och hittade detta och allt passade," Ralph Lorenz, en planetforskare vid Johns Hopkins Universitys Applied Physics Laboratory och huvudförfattare till en ny artikel om det dedikerade blixtinstrumentets observationer på Venus, berättade Space.com. "Det är verkligen mycket mer som en detektivhistoria, där detektiven får detta vittnesbörd från denna person och detta vittnesbörd från den personen."
Och hittills gör detektiven inte mycket framsteg när det gäller fallet. "Det är omöjligt att ta alla de rapporterade observationerna till nominellt värde och förstå dem," sade Lorenz. Ingenting fyller helt upp.
Samtliga möjliga blixtobservationer hittills är i bästa fall omständigheter. Sovjetunionens Venera 9-sond såg ett glimt som kunde ha varit en färgflak. Några senare Venera sonder transporterade blixtnedkopplare, men deras data stämmer inte med vad forskare förväntar sig. Astronomer som använde ett teleskop i Arizona 1993 upptäckte en serie blixtar, även om dessa inte heller är vettiga. En serie magnetiska pulser sett av Europeiska rymdorganisationen Venus Express kunde ha skapats av något annat fenomen.
Till och med ett noggrant experiment genomfört av NASA: s Cassini-uppdrag innan dess långa resa till Saturnus resulterade i mer förvirring. Rymdskeppet bar en radiodetektor och behövde flyga förbi både Jorden och Venus ändå för att nå sitt mål. Men medan instrumentet plockade upp mer än tusen blinkar på jorden, fångade det ingen vid Venus.
Stiga på Akatsuki, ett japanskt orbiteruppdrag att kika mot vår väl kokonerade granne. Rymdskeppet sjösattes 2010, men månader senare slutade brännskadorna som var avsedda att sätta sonden i omloppsbana runt Venus tidigt och strandade fordonet i rymden. Fem år senare hade den svävat tillräckligt nära för att göra ett nytt försök att kretsa, vilket lyckades. Men rymdskeppet kunde inte nå sin ursprungliga bana och cirklar nu planeten på ett större avstånd än planerat.
Det är särskilt utmanande för blixtkamera, som nu kan samla in data med en tiondel av vad instrumentet kan ha åstadkommit om rymdfarkostens ankomst hade gått smidigt. Alla berättade, Akatsukis elände har inneburit att blixtkamera har samlat bara blyg för 17 timmars data.
Men under alla dessa timmar har Lorenz och hans medförfattare upptäckt noll blixtar. Samma instrument som samlar in samma data på jorden skulle ha sett hundratals, sade han. Men på Venus, zilch. Inte en enda. (Forskningen beskrivs i en artikel publicerad 3 juli i tidskriften Geophysical Research Letters.)
Istället för en lösning fick forskare ett mer komplicerat pussel.
"Om du inte ser några blixtar alls betyder det inte att det inte finns några blixtar; det kan betyda att det finns några och du har missat dem," Karen Aplin, en fysiker vid Bristol University i England som studerar planetariska blixt, men var inte involverad i den nya forskningen, berättade Space.com. "De säger att det kanske inte finns några blixtar, eller kanske att blixtarna verkligen är grupperade någonstans, eller att det är väldigt sällsynt och det händer i skurar och de råkade inte ha sett det ännu. Och de föreslår att dessa radiodetekteringar kan vara orsakas av något annat för blixtnedslag - så de ser ut som blixtar men de kanske inte är det. "
Venus är inte det enda stället där blixt har varit ett svårt mål. Aplin sa att forskare tror fler planeter i vårt solsystem än inte sportar dessa elektriska bländare. Jordens är naturligtvis de enklaste att studera. Men uppdrag som Voyager sonder och Galileo såg blixtar vid Jupiter och Saturnus. På båda gasjättarna innehåller atmosfärerna tillräckligt med vattenånga för att vara värd mer eller mindre markbunden blixt.
Uranus och Neptune verkar också gnista, även om forskare har data från bara ett rymdskepp till dessa platser, Voyager 2-sonden. Dessa avlägsna isjättar är för dåligt förstått för forskare att riskera att gissa exakt på vilket sätt sådana blixtar kan förekomma.
Mars misstänks också vara värd för blixtar, även om den är lika svårfångad som sin venusiska motsvarighet. Forskare tror Röd planet blixt - skulle det existera - skulle drivas av partiklar av damm som gnuggar mot varandra i vinden, en annan världslig efterlikning av den vulkaniska blixt som bildas i moln av bergpartiklar som utvisas av ett utbrott här på jorden.
Forskare har till och med varit på den konstiga saknade blixtvägen tidigare vid Saturns största måne, Titan. När Europeiska rymdorganisationen byggde sin Titansond, de oroade sig för att det skulle behöva navigera blixtbultar, men jakten på ett sådant fenomen kom tomt. "Titan är en annan av dessa platser där vi efter lång och omfattande studie nu har ganska stränga övre gränser för mängden blixtaktivitet," sade Lorenz. "Vi kan inte säga att det inte händer, men vi har inte sett det hända."
Men medan Venus speglar jorden på många kusliga sätt, är dess blixtar svårare att förklara, eftersom dess atmosfär är helt annorlunda, främst gjord av svavelsyra, som inte kan hålla en elektrisk laddning, sade Aplin. "En av sakerna med Venus-blixt är att vi inte förstår hur det skulle genereras."
Att inte veta hur det skulle bildas gör det också svårare att förutsäga var man ska titta. Och blixtnedslag sprids inte nödvändigtvis jämnt över tid och rum. På jorden, till exempel, är blixt vanligast på eftermiddagen och över land. Forskare har inte upprättat en motsvarande anslutning på Venus, men Lorenz sa att en hypotes är att blixtnedslag kan vara vanligast i skymningen, eftersom molntopparna svalnar, och över en bergskedja, vilket Akatsuki-data redan har visat kan skapa ett annat atmosfäriskt fenomen som kallas en bågen våg. Resultatet skulle bli blixtar som är mycket koncentrerade i tid och rum - och det betyder svårt att upptäcka.
Forskare försöker inte spåra blixtnedslag bara för att bestämma vilken solsystemdestination som är snabbast: Blixt är bundet till en mängd atmosfäriska egenskaper som forskare vill bättre förstå om världarna runt vår. "Om du upptäcker blixtnedslag kan du använda den för att härleda andra egenskaper hos planeten och dess atmosfär," sade Aplin. "Det är ganska användbart att mäta eftersom det kommer att berätta flera saker på en gång."
En av dessa saker är hur säker världen är att utforska. "Det är en fara, så du vill veta om det finns blixtnedslag någonstans eftersom det kan tappa ditt rymdskepp eller att det kan tappa dina astronauter och det kan göra saker som att sätta ut kraftsystem," sade Aplin.
Och praktiska är inte den enda motivationen: Forskare som försöker förstå hur och hur ofta livet uppstod misstänker att blixtens energi och kemi kan spela en en avgörande roll för att framkalla liv från geologi. "Blixten kan vara relaterad till livets ursprung," sade Aplin. "Blixten ger energi till ett system som kan vara inblandat i att livet slutligen bildas."
Åtminstone på Venus har endast tiden ledtrådarna som forskare behöver för att sortera ut förbundet. Akatsuki förblir i sin längre än hoppats om bana, blixtkamera redo. Kanske kommer ett annat rymdskepp att följa efter det en dag snart. Lorenz föreslog att ett framtida uppdrag skulle kunna bära en trio med radiobaserade blixtdetektorer, som skulle låta forskare hitta alla blixtar de mätte, samt instrument som är inställda på planetens elektromagnetiska fält.
Mer praktiskt, några av de faktiska bevis för blixt vid Venus härstammar från observationer gjorda av teleskop baserade här på jorden, och sådant arbete skulle kunna lösa mysteriet. Men det kan också vara en vild gåsjakt som slutar med ingenting att visa för det.
Det gåsejaket kan ha utvecklats, kanske till och med flera gånger, utan att forskare vet om sina kollegas förgäves uppdrag. "Du får den här saken som folk inte är för angelägna om att publicera" misslyckade "experiment," sade Aplin. "Så det kan vara så att folk har sett och inte sett någonting och inte publicerat det."
Kanske är det där Lorenz och hans medförfattare verkligen steg framåt: genom att publicera sina blixtberättelse, trots att det slutar i ett fortsättande pussel, med inget av kopplingen av lösa ändar som mysterieromaner erbjuder så djupa tillfredsställelse.
Och när allt kommer omkring finns det alltid en chans att detektivens hela scen med de saknade ledtrådarna som gav allt bort fortfarande, en dag, kan komma.
"Detta är på många sätt ett otroligt resultat, att vi inte har upptäckt optiska blixtar," sade Lorenz. "Det är möjligt att Akatsuki just har varit otur och nästa gång vi observerar kommer vi faktiskt att upptäcka hundratals blixtar, och det skulle vara väldigt spännande."
- 'Volcano of Water' förvandlas till en blixtstång i denna elektrifierande bild
- Blixten slår ryska raket under satellitlansering (Men allt är bra)
- Foton: Jordens blixt sett från rymden
Redaktörens anteckning: Den här artikeln uppdaterades för att inkludera en länk till forskningsuppsatsen. Skicka e-post Meghan Bartels på [email protected] eller följ henne @meghanbartels. Följ oss på Twitter @Spacedotcom och igen Facebook.
