Rychlé hvizdy pocházející z elektrických výbojů v atmosféře Jupiteru

Abstract

Jupiter je první planetou kromě Země, na které byly detekovány bleskové výboje, a to již v roce 1979 z měření rádiových vln sondou Voyager 1. Od té doby je zaznamenávaly všechny prolétávající či orbitující sondy, avšak většinou pouze v optickém spektru. Měření sondy Juno přinesla zatím největší databázi tzv. rychlých hvizdů, elektromagnetických signálů na slyšitelných frekvencích, které jsou projevem těchto výbojů. Cílem této práce je doplnit tuto databázi o amplitudy rychlých hvizdů, které pomohou odhadnout energii elektromagnetických výbojů. V rámci práce byla vyvinuta metoda založená na vyhledá- vání dostatečně velkých koherentních klastrů ve spektrogramech rychlých hvizdů. Limit velikosti byl podpořen simulacemi, které ukazují dostatečně nízkou pravděpodobnost ná- hodného vzniku takto velkého klastru. Dále byly provedeny četné simulace pro různou intezitu pozaďového signálu, abychom odhadli minimální možnou detekovatelnou ampli- tudu rychlých hvizdů. Celkově jsme tak zpracovali 1357 rychlých hvizdů a provedli jsme normalizace jejich amplitudy na směr natočení sondy i na její vzdálenost od ionosféry. Po provedení těchto normalizací jsme odhadli energie vyzářené ze zdrojových bleskových výbojů do rychlých hvizdů v širokém rozmezí 166-1790 J mezi dolním a horním kvartilem jejich rozdělení a s mediánem 514...

Jupiter was the first planet other than Earth, where lightning discharges were detec- ted using the radio wave measurements of the Voyager spacecraft in 1979. Since then, all subsequent spacecraft missions to Jupiter detected lightning as bright spots in the optical images of the nightside of the planet. The Juno spacecraft currently orbits Jupiter and its measurements in the audible frequency range below 20 kHz often show rapid whist- lers, electromagnetic signatures of electrical discharges. These measurements represent the largest known database of lightning detections at this planet. In this work we explore the Juno measurements of rapid whistlers in order to estimate their amplitudes which, in turn, can help us to estimate the energy radiated in this part of the electromagnetic spectrum from the Jovian lightning discharges. We use a newly developed method based on the search for sufficiently large coherent clusters in the spectrograms of rapid whist- lers. The choice of the parameters of this method is supported by extensive modeling to ensure that the probability of false positive detections is reasonably low. Another set of simulations is performed for different backgrounds to estimate the minimum detectable amplitude of the rapid whistlers. In total, our analysis includes 1357 rapid whistlers, and...