"Sprite", "elfen", "blauwe stromen" - zulke vreemde semi-mystieke namen hebben wetenschappers de zeldzaamste atmosferische verschijnselen op onze planeet genoemd. Mysterieuze plasmagloed die in duizendsten van een seconde leeft en zich honderden kilometers uitstrekt. Het is bijna onmogelijk om deze atmosferische geesten te zien: ze zijn zo zeldzaam en onstuimig. Hun wereld is zo hoog boven de grond dat hij grenst aan de nabije ruimte, en de natuur wordt niet volledig begrepen. Maar ze zijn heel echt en werkelijk prachtig.
Zo vreemd, zo vertrouwd
Eeuwenlang hebben mensen mysterieuze lichten opgemerkt hoog in de lucht - mooi, bijna goddelijk, soms griezelig en beangstigend. Vroeger werden ze gelijkgesteld met de intriges van boze geesten of met de goddelijke opbouw van sterfelijke
kleine mens, en daarom wilden eerbiedwaardige wetenschappers geen tijd verspillen aan bijgelovige onzin en ze gewoon negeren. Pas in de tweede helft van de 20e eeuw raakten wetenschappers er echt in geïnteresseerd.
Piloten en kosmonauten observeerden soms bepaalde substanties, vergelijkbaar met stralen, die de ruimte insloegen, ballen, fonteinen en verstrooiende lichtringen, maar de zeldzaamheid en vergankelijkheid van dergelijke verschijnselen werd een onoverkomelijk obstakel voor het bestuderen van hun aard. Ze werden vaak aangezien voor UFO's. Voor het eerst werd een van de verschijnselen (vermoedelijk waren het sprites) pas in 1989 geregistreerd, en daarna per ongeluk. Op 6 juli hebben natuurkundigen van de Universiteit van Minnesota (VS) nieuwe apparatuur getest: een zeer gevoelige camera om de sterrenhemel te bestuderen. Bij toeval troffen vreemde trechtervormige fakkels, gegenereerd door een onweersbui in de verte, de lens. Ze duurden slechts milliseconden, maar de omvang van de verschijnselen die de wetenschap niet kende, schokte de verbeelding - elke flits strekte zich minstens 30 km uit. Die momenten waren het begin van een grootschalige jacht op hemelse geesten.
De eerste heldere beelden van sfeerverlichting werden pas anderhalf decennium later - in 2005 - verkregen met een speciale camera met een opnamesnelheid van 5000 beelden per seconde. Met de opeenstapeling van feitelijk materiaal werd duidelijk dat de gloed niet van hetzelfde type is, ze kunnen worden geclassificeerd. Dus ontdekten wetenschappers kwallenvormige ballen "sprites", die doen denken aan blauwachtige stralen "blauwe jets (jets)", rode fonteinen "tijgers" en kortstondige ringen van "elfen".
Een voorwaarde voor het ontstaan van atmosferische branden zijn zware onweersbuien. De meeste worden waargenomen in de mesosfeer op een hoogte van 50-130 km, terwijl gewone bliksem bijna nooit "oppikt" boven 16 km. Om nog maar te zwijgen van het feit dat de plasmagloed op grote hoogte echt enorm is. Ze leven een fractie van een seconde en kunnen tot honderden kilometers groeien - tientallen keren langer dan lineaire bliksem. Ze zijn verbazingwekkend, al was het maar omdat ze niet als bliksem of aurora's kunnen worden gerangschikt. Dit zijn verschijnselen van heel andere aard.
Promotie video:
Laten we naar de terminologie gaan. Wat is bliksem? Het is een hoogenergetische vonkontlading, heet en destructief. De aurora is een energiezuinige gloed van de bovenste lagen van de atmosfeer die optreedt wanneer de magnetosfeer van de aarde in wisselwerking staat met deeltjes van de zonnewind, een stroom geladen deeltjes die door de zon worden uitgezonden.
Gewone bliksem kan gemakkelijk een persoon doden, maar de aurora kan alleen schade toebrengen aan de bijbehorende kosmische straling, van waaruit de bewoners van de aarde veilig worden beschermd door het magnetische veld dat onze planeet als een schild omgeeft. De verschijnselen die worden overwogen, zijn fundamenteel verschillend. Globaal gesproken worden atmosferische lichten bliksem op grote hoogte genoemd, hoewel ze dat in werkelijkheid niet zijn. Het verschil tussen de twee is hetzelfde als tussen de decoratieve plasmalamp en de boog van een lasapparaat. Het zijn, net als aurora's, koude plasma-ontladingen. Maar in tegenstelling tot Aurora Borealis (noorderlicht) kunnen ze overal ter wereld worden waargenomen en ontstaan ze niet onder invloed van stralen van buitenaf - ze worden gegenereerd door de planeet zelf.
"Het is algemeen aanvaard dat het weer dat we elke dag zien en de processen in de bovenste atmosfeer op zichzelf bestaan", zegt NASA-medewerker Karen Fox. "Het bestaan van bliksem op grote hoogte bewijst dat beide bijna-aardse bollen met elkaar verbonden zijn, en het valt nog te bezien hoe energie tussen hen wordt uitgewisseld."
Sprites
Historisch gezien werden sprites de eerste vogels van de toekomstige melkweg van atmosferische plasmagloed. Sprites (van de Engelse sprite - "fee") zijn kolossale bolvormige stromen van geïoniseerd plasma die boven onweersbuien ontstaan en verticaal naar boven gericht zijn. Uiterlijk zien ze eruit als flitsen van rood-oranje of blauwe glans, die zich verdelen in een "lichaam", talrijke lagere "takken" en korte "kaarsen" die naar boven zijn gericht. Hierdoor worden ze soms vergeleken met kwallen, die hun sierlijke tentakels over de lucht verspreidden. Rode sprites, verstoken van een bolvormige verdikking, worden soms "tijgers" genoemd, maar dit is niet helemaal waar. Tijgers verschijnen meestal op lagere hoogten, verschillen in helderheid en hebben een andere externe structuur.
Sprites verschijnen meestal in groepen, vormen ringclusters en maken 'dansende' bewegingen op en neer, daarom zijn ze vernoemd naar feeën - speelse lichtgevende wezens die, volgens oude legendes, graag samenkwamen in open plekken om te dansen en een moeilijke ronde dans.
Vanaf de grond verschijnen sprites meestal als kleine gekleurde lichtjes aan de hemel, maar in werkelijkheid zijn ze enorm. De hoogte en het bereik waarop het mogelijk wordt om de lichten te observeren, verstoort de werkelijke schaal van hun grootsheid. Zelfs de meest bescheiden sprite is 60 km lang en 100 km in diameter.
Tot voor kort was de studie van plasmakwallen alleen mogelijk met behulp van camera's op de top van de bergen, maar de verkregen gegevens waren schaars en onbetrouwbaar. Tegenwoordig bevindt de benodigde apparatuur zich op het ISS, waardoor enorme fakkels zonder storing uit de wolken kunnen worden waargenomen. Met behulp van ASIM (Atmospheric Space Interaction Monitor) hoopt de European Space Agency patronen te vinden in de frequentie waarmee sprites voorkomen en eindelijk hun aard te begrijpen.
Elfen
Vaak worden elfen metgezellen van sprites in de lucht. Laat u niet misleiden door deze naam, hij werd uitgevonden vele jaren nadat de wereld niet meer in wonderen geloofde. "Elf" is een vrije transcriptie van ELVES, de emissie van licht en zeer lage frequentie verstoringen als gevolg van elektromagnetische pulsbronnen, wat letterlijk betekent "emissie van licht en zeer laagfrequente storingen als gevolg van een puls van een elektromagnetische bron." Dit zijn de moderne sprookjes.
Ionische elven stralen roodachtige ringen uit die zich verspreiden als de rand van een schokgolf. Ze verschijnen rond sprites en vooral krachtige stormen op een hoogte van meer dan 100 km. Hun levens zijn vluchtig - slechts een paar milliseconden.
Wetenschappers geloven dat het mechanisme van hun gloed verband houdt met de emissie van aangeslagen stikstofmoleculen, die energie ontvangen van elektronen die versneld zijn als gevolg van ontladingen in de onderliggende storm. Wat hen met sprites verbindt en of er een patroon is voor hun coëxistentie, is nog onduidelijk.
Blauwe jets
Een ander fenomeen zijn blauwe jets. Ze ontstaan ook wanneer elektronen uit onweerswolken worden getrokken, maar in tegenstelling tot sprites, die een langzame, langzame stroom vereisen, hebben jets een krachtigere richtingsimpuls nodig. Van alle plasma-effecten vormen blauwe jets de laagste, direct boven de onweerswolken. Geboren in actieve stormcentra, stijgen de jets tot een hoogte van 40-50 km met een snelheid van ongeveer 100 km / s, waar ze geleidelijk beginnen te verdwijnen en vervagen. Ze "leven" langer dan sprites, maar worden ook minder vaak waargenomen, wat hun studie aanzienlijk bemoeilijkt. Het is niet zeker of ze een vorm van bliksem op grote hoogte of plasma mesosferische verschijnselen zijn. Wetenschappers geven de voorkeur aan het laatste, maar bewijs hiervoor moet nog worden gevonden.
Steves
Kennis over atmosferische branden is nog zeer schaars. Een ander bewijs hiervan is de recente ontdekking van een nieuw type straling. In 2017 observeerde Chris Ratzlaff, een lid van de amateur-aurorale onderzoeksgroep Alberta Aurora Chasers, atypische lichtstrepen in de nachtelijke hemel. Chris en zijn medewerkers geloofden dat dit effect werd veroorzaakt door een positief geladen aurora, en noemden het "protonenbogen". Toen de foto's van amateurs in handen vielen van professor in de natuurkunde aan de universiteit van Calgary (Canada) Eric Donovan, bleek dat achter een op het eerste gezicht onopvallende slag tegen de achtergrond van de sterren een voor de wetenschap onbekend fenomeen was. Met behulp van gegevens van de Swarm-satelliet ontdekte Donovan dat de gloed werd veroorzaakt door een 25 kilometer lang gaslint verwarmd tot 3000 ° C, gelegen op een hoogte van 300 km en met een snelheid van 6 km / s. In tegenstelling tot zijn snel bewegende tegenhangers, kan het meer dan een uur duren en is het seizoensgebonden van aard, voornamelijk van maart tot september. De ontdekking kreeg de naam "Steve" van de afkorting Strong Thermal Emission Velocity Enhancement (uit het Engels. "Hoge temperatuur versnellende straling"). Om precies te zijn, het tegenovergestelde. De droge wetenschappelijke afkorting werd later kunstmatig aangepast aan de oorspronkelijke naam die de ontdekker aan het fenomeen gaf. Ratzlaff doopte de gloed Steve als een grap, daarbij citerend uit de tekenfilm "The Woodsmen", waar de helden iets onbekends tegenkomen en besluiten het "Steve" te noemen. Om precies te zijn, het tegenovergestelde. De droge wetenschappelijke afkorting werd later kunstmatig aangepast aan de oorspronkelijke naam die de ontdekker aan het fenomeen gaf. Ratzlaff doopte de gloed Steve als een grap, daarbij citerend uit de tekenfilm "The Woodsmen", waar de helden iets onbekends tegenkomen en besluiten het "Steve" te noemen. Om precies te zijn, het tegenovergestelde. De droge wetenschappelijke afkorting werd later kunstmatig aangepast aan de oorspronkelijke naam die de ontdekker aan het fenomeen gaf. Ratzlaff doopte de gloed Steve als een grap, daarbij citerend uit de tekenfilm "The Woodsmen", waar de helden iets onbekends tegenkomen en besluiten het "Steve" te noemen.
Alleen al het bestaan van deze schijnbaar eenvoudige vluchtige geesten kan het begrip van de wetenschap van de atmosfeer en elektromagnetische verschijnselen van onze planeet veranderen. De aarde is niet zomaar een gemagnetiseerd stuk rots bedekt met een laag gasmengsel. Het is praktisch een levend organisme, een wereld van complexe fundamentele interacties die een fractie van een moment duren, maar miljarden jaren bestaan. Zelfs met het huidige niveau van technologische ontwikkeling hebben wetenschappers heel weinig geleerd over atmosferische plasma-gloed. Bijna niets. Op dit moment vinden boven onze hoofden verbazingwekkende verschijnselen plaats, die bewijzen dat als iets "te simpel" lijkt, we er nog steeds niets van begrijpen.
Tijdschrift: Secrets of the Universe №2 (147). Auteur: Kirill Rogachev