"Sprite", "elves", "blue streams" - sådana konstiga semi-mystiska namn forskare har kallat de sällsynta atmosfäriska fenomen på vår planet. Mystisk plasma glöd som lever på tusendels sekund och sträcker sig över hundratals kilometer. Det är nästan omöjligt att se dessa atmosfäriska spöken: de är så sällsynta och häftiga. Deras värld är så högt över marken att den gränsar till närområdet och naturen förstås inte helt. Men de är ganska verkliga och verkligen vackra.
Så konstigt, så bekant
I århundraden har människor lagt märke till mystiska ljus högt på himlen - vackert, nästan gudomligt, ibland läskigt och skrämmande. I gamla dagar likställdes de med onda anders intriger eller med den gudomliga uppbyggnaden av det dödliga
lilla mänskliga, det är därför värdefulla forskare inte ville slösa tid på vidskepliga nonsens och helt enkelt ignorerade dem. Först under andra hälften av 1900-talet blev forskarna verkligen intresserade av dem.
Piloter och kosmonauter observerade ibland vissa ämnen, liknande strålar, som slog i rymden, bollar, fontäner och spridning av ljusringar, men sällsyntheten och förbigången i sådana fenomen blev ett oöverstigligt hinder för att studera deras natur. De misstogs ofta för UFO: er. För första gången registrerades ett av fenomenen (antagligen var det spriter) först 1989 och sedan av misstag. Den 6 juli testade fysiker från University of Minnesota (USA) ny utrustning - en mycket känslig kamera för att studera stjärnhimlen. Av slump, slog konstiga trattformade blossar som genererats av en avlägsen åskväder linsen. De varade bara i millisekunder, men omfattningen av de fenomen som inte var vetenskapen chockade fantasin - varje blixt förlängdes minst 30 km. Dessa ögonblick var början på en storskalig jakt på himmelska spöken.
De första tydliga bilderna av atmosfäriska bränder erhölls bara ett och ett halvt decennium senare - 2005 - med en speciell kamera med en fothastighet på 5000 bilder per sekund. Med ansamling av faktumaterial blev det tydligt att glödet inte är av samma typ, de kan klassificeras. Så forskare upptäckte maneter-formade bollar "sprites", som påminde om blåaktiga strålar "blå jetstrålar", röda fontäner "tigrar" och efemära ringar av "alver".
En förutsättning för förekomsten av atmosfäriska bränder är allvarliga åskväder. De flesta av dem observeras i mesosfären på en höjd av 50-130 km, medan vanlig blixt nästan aldrig "plockar upp" över 16 km. För att inte tala om det faktum att plasmaglödet på hög höjd verkligen är enormt. De lever i en bråkdel av en sekund och kan växa upp till hundratals kilometer - tiotals gånger längre än linjärt blixt. De är fantastiska, bara för att de inte kan rankas som blixtar eller auroror. Dessa är fenomen av en helt annan karaktär.
Kampanjvideo:
Låt oss vända oss till terminologin. Vad är blixtnedslag? Det är en gnistautladdning med hög energi, varm och förstörande. Aurora är ett lågenergi-glöd av de övre lagren av atmosfären som uppstår när jordens magnetosfär interagerar med partiklar från solvinden, en ström av laddade partiklar som avges av solen.
Vanlig blixtnedgång kan lätt döda en person, men auroran kan bara skada med den medföljande kosmiska strålningen, från vilken jordens invånare är säkert skyddade av magnetfältet som omger vår planet som en sköld. De fenomen som beaktas är grundläggande olika. Grovt sett kallas atmosfäriska ljus blixtnedslag, även om de i verkligheten inte är det. Skillnaden mellan de två är densamma som mellan den dekorativa plasmalampan och en svetsmaskinbåge. De är, som auroror, kalla plasma-urladdningar. Men till skillnad från Aurora Borealis (norrsken) kan de observeras var som helst i världen, och de uppstår inte under påverkan av strålar från utsidan - de genereras av planeten själv.
"Det är allmänt accepterat att vädret vi ser varje dag och processerna i den övre atmosfären existerar på egen hand," sade NASA-anställd Karen Fox. "Förekomsten av blixtnedslag i hög höjd bevisar att båda nära jordens sfärer är sammankopplade och det återstår att se hur energi utbyts mellan dem."
sprites
Historiskt blev sprites de första fåglarna i den framtida galaxen av atmosfärisk plasmaglödning. Sprites (från den engelska spriten - "fairy") är kolossala sfäriska strömmar av joniserat plasma som uppstår över åskväder och som riktas vertikalt uppåt. Utåt ser de ut som blinkar med rödorange eller blå utstrålning, delar upp i en "kropp", många nedre "grenar" och korta "ljus" riktade uppåt. På grund av detta jämförs de ibland med maneter, som sprider sina graciösa tentakler över himlen. Röda spriter, saknade en bollformad förtjockning, kallas ibland "tigrar", men detta är inte helt sant. Tigrar förekommer vanligtvis i lägre höjder, skiljer sig i ljusstyrka och har en annan yttre struktur.
Sprites förekommer vanligtvis i grupper, bildar ringkluster och gör "dansande" rörelser upp och ner, varför de kallades efter älvor - lekfulla lysande varelser som, enligt gamla legender, älskade att samlas i glades och dans, arrangera en svår rund dans.
Från marken visas spriter som små färgade ljus på himlen, men i verkligheten är de enorma. Den höjd och räckvidd där det blir möjligt att observera lamporna snedvrider den verkliga storleken på deras storhet. Även den mest blygsamma spriten är 60 km lång och 100 km i diameter.
Fram till nyligen var studien av plasmmaneter endast möjlig med hjälp av kameror på toppen av bergen, men de erhållna uppgifterna var knappa och opålitliga. Idag är den nödvändiga utrustningen belägen på ISS, vilket gör det möjligt att iakttaga enorma facklor som rymmer från molnen utan störningar. Med hjälp av ASIM (Atmospheric Space Interaction Monitor) hoppas Europeiska rymdorganisationen att hitta mönster i frekvensen av förekomst av spriter och äntligen förstå deras natur.
Elves
Ofta blir älvor kamrater av spriter på himlen. Låt dig inte luras av detta namn, det uppfanns många år efter att världen slutade tro på mirakel. "Elf" är en gratis transkription av ELVES, Emission of Light och Very Low Frequency störningar på grund av elektromagnetiska pulskällor, vilket bokstavligen betyder "emission av ljus och mycket låga frekvensstörningar på grund av en puls från en elektromagnetisk källa." Det här är de moderna sagorna.
Ionosfäriska alver utstrålar rödaktiga ringar som sprider sig som kanten på en chockvåg. De förekommer runt spriter och särskilt kraftiga stormar i höjder över 100 km. Deras liv är flyktigt - bara några millisekunder.
Forskare tror att mekanismen för deras glöd är förknippad med utsläpp av upphetsade kvävemolekyler, som får energi från elektroner som påskyndas på grund av utsläpp i den underliggande stormen. Vad som förbinder dem med sprites och om det finns något mönster för deras samexistens är fortfarande oklart.
Blå strålar
Ett annat fenomen är blåstrålar. De bildas också när elektroner dras ur åskmoln, men till skillnad från spriter, som kräver långsam, långsam ström, behöver jetstrålarna en kraftigare riktningsimpuls. Av alla plasmaeffekter bildar blå strålar den lägsta, direkt ovanför stormmoln. Födda i aktiva stormcentra stiger jets till en höjd av 40-50 km med en hastighet av cirka 100 km / s, där de börjar gradvis spridas och blekna. De "lever" längre än spriter, men de observeras också mindre ofta, vilket väsentligt komplicerar deras studie. Det är inte känt med säkerhet om de är en form av blixtnedslag i hög höjd eller mesosfär i plasma. Forskare tenderar att gynna det senare, men bevis för detta återstår att hitta.
Steves
Kunskapen om atmosfäriska bränder är fortfarande extremt knapp. Ett annat bevis på detta är den senaste upptäckten av en ny typ av strålning. Under 2017 observerade Chris Ratzlaff, medlem av amatörens auroralforskningsgrupp Alberta Aurora Chasers, atypiska ljusstreck på natthimlen. Chris och hans medarbetare trodde att denna effekt orsakades av en positivt laddad aurora och kallade det "protonbågar". När fotografierna av amatörer föll i händerna på professor i fysik vid University of Calgary (Kanada) Eric Donovan, visade det sig att bakom en obemärkt vid första anblicken ett slag mot stjärnorna var ett fenomen som är okänt för vetenskapen. Med hjälp av data från Swarm-satelliten konstaterade Donovan att glödet orsakades av ett 25 kilometer långt gasband uppvärmt till 3000 ° C, beläget på 300 km höjd och rör sig med en hastighet av 6 km / s. Till skillnad från dess snabbt rörande motsvarigheter kan den pågå mer än en timme och är säsongsbetonad och framträder främst från mars till september. Upptäckten fick namnet "Steve" från förkortningen Strong Thermal Emission Velocity Enhancement (från engelska. "Hög temperatur accelererande strålning"). Mer exakt, tvärtom. Den torra vetenskapliga förkortningen anpassades senare konstgjort till det ursprungliga namnet som upptäckaren gav fenomenet. Ratzlaff döpte glöd Steve som ett skämt och citerade från tecknad film "The Woodsmen", där hjältarna möter något okänt och beslutar att kalla det "Steve". Mer exakt, tvärtom. Den torra vetenskapliga förkortningen anpassades senare konstgjort till det ursprungliga namnet som upptäckaren gav fenomenet. Ratzlaff döpte glöd Steve som ett skämt och citerade från tecknad film "The Woodsmen", där hjältarna möter något okänt och beslutar att kalla det "Steve". Mer exakt, tvärtom. Den torra vetenskapliga förkortningen anpassades senare konstgjort till det ursprungliga namnet som upptäckaren gav fenomenet. Ratzlaff döpte glöd Steve som ett skämt och citerade från tecknad film "The Woodsmen", där hjältarna möter något okänt och beslutar att kalla det "Steve".
Själva existensen av dessa till synes enkla flyktiga spöken kan förändra vetenskapens förståelse av atmosfären och de elektromagnetiska fenomenen på vår planet. Jorden är inte bara en magnetiserad stenbit täckt med ett gasskikt. Det är praktiskt taget en levande organisme, en värld av komplexa grundläggande interaktioner som varar en bråkdel av ett ögonblick men som finns i miljarder år. Även med den nuvarande tekniska utvecklingen har forskare lärt sig mycket om plasma atmosfärisk glöd. Nästan inget. Just nu inträffar fantastiska fenomen över våra huvuden, vilket bevisar att om något verkar "för enkelt", så förstår vi fortfarande ingenting om det.
Magazine: Secrets of the Universe №2 (147). Författare: Kirill Rogachev
