A volte, in determinate condizioni, si accende brevemente un pezzo piccolo e relativamente sferico dell'atmosfera che ci circonda. Poiché questo fenomeno si vede meglio di notte e non ha una spiegazione naturale ovvia, non sorprende che siano sorti molti miti attorno ad esso. Queste sfere di fuoco sono chiamate luci vaganti, luci di Sant'Elmo, luci fantasma o palle di fuoco. In precedenza, si credeva che rimanessero appesi alle nostre tombe, danzassero lungo le rive dei fiumi, segnalassero l'avvicinarsi di un terremoto e penetrassero nelle cabine degli aerei. Ancora oggi non abbiamo una spiegazione chiara di come si presentano e di cosa fanno. Ma questo non significa che gli scienziati abbiano rinunciato a cercare di capirlo. A giugno, lo studioso cinese Hui-Chun Wu ha proposto una nuova avvincente spiegazione per questo fenomeno,pubblicando un articolo su Scientific Reports.
Alcune palle di fuoco sono un prodotto di scarto degli organismi viventi. Ad esempio, la decomposizione della materia vivente nelle aree paludose (o anche nelle fosse comuni nelle foreste polacche) rilascia metano e gas contenenti fosforo come l'idrogeno fosfato, che possono improvvisamente accendersi a contatto con l'ossigeno, risultando in uno spot di luce tremolante sospeso in aria. Altre palle di fuoco sono di natura elettrica, divampano all'interno della terra durante i terremoti, quando la collisione dei massi rilascia un flusso di elettroni che salgono in superficie, dove interagiscono con l'aria, creando lampi di luce. Ma alcune palle di fuoco si formano nell'atmosfera, di solito durante i forti temporali, e sono chiamate palle di fuoco.
I fulmini globulari possono essere di qualsiasi colore dell'arcobaleno e in un'ampia varietà di dimensioni, dalla solita palla di vetro giocattolo alle grandi fitball su cui le persone a volte si siedono. Possono formarsi all'interno di spazi ristretti, scorrere lungo camini e persino penetrare nelle finestre chiuse. Oltre a produrre luce, le palle di fuoco possono generare scariche e spesso emettono un sibilo o un ronzio e un forte odore sgradevole. In genere, la palla di fuoco dura solo pochi secondi e brucia con l'intensità di una lampadina domestica luminosa. La natura imprevedibile e volatile dei fulmini globulari rende difficile formulare una teoria convincente per spiegare la sua natura, ma i rapporti sulle sue stranezze sono stati ricevuti per secoli e continuano ad arrivare oggi.
Ad esempio, nella primavera del 1963, il defunto astronomo Roger Jennison era su un volo notturno attraverso nuvole temporalesche e notò l'apparizione di una palla in fiamme delle dimensioni di un pallone da basket poco dopo che un fulmine colpì l'aereo. Secondo lui, questo pallone "è apparso dal lato della cabina di pilotaggio e ha volato lungo il corridoio tra i sedili, mantenendo un'altitudine e una rotta costanti fino a quando non è stato visibile". In un'altra occasione, una residente del Regno Unito ha detto di essere a casa “quando un'enorme palla arancione, simile a un pompelmo, ma più arancione e friabile lungo i bordi, è volata attraverso una finestra che era chiusa e sulla quale erano anche tirate le tende. Ha volato orizzontalmente all'altezza delle spalle per circa 10 secondi, dopodiché c'è stato un tuono appena sopra la mia testa, così forte che sono caduto dalla sedia ".
La penetrazione dei fulmini globulari negli edifici residenziali e la loro capacità di formarsi all'interno degli aerei si è rivelata estremamente difficile da spiegare. Le spiegazioni per come si formano sono ancora più varie delle loro caratteristiche fisiche. Ad esempio, secondo varie teorie, un fulmine globulare può essere una nuvola di particelle di silicio incandescente, una reazione nucleare naturale, un'allucinazione epilettica causata da un fulmine, un buco nero in miniatura, un composto di cellulosa e altri polimeri naturali e una bolla di plasma riempita di microonde.
L'ipotesi della bolla a microonde è alla base del lavoro di Wu, uno scienziato della Zhejiang University di Hangzhou, in Cina. Gli scienziati in precedenza pensavano che tali bolle potessero formarsi sotto l'influenza delle radiazioni a microonde di nubi temporalesche o di maser atmosferici, ma Wu ha ipotizzato che queste microonde provengano da un fascio di elettroni che accelera quasi alla velocità della luce quando un fulmine colpisce il suolo. Questi elettroni vengono accelerati a tali velocità sotto l'influenza di un campo elettrico, che si verifica quando il flusso di elettroni si sposta gradualmente dalla base della nuvola al suolo appena prima di un lampo luminoso. "Sulla punta di un fulmine che raggiunge il suolo", scrive Wu, "si può formare un fascio di elettroni che si muovono a una velocità prossima alla luce, che a sua volta genera un'intensa radiazione a microonde".
Indipendentemente dalla fonte, le microonde atmosferiche generano plasma, caricando l'aria circostante. Questa radiazione esercita una pressione sufficiente a formare una bolla dal plasma diffuso, che chiamiamo fulmine globulare. Le microonde intrappolate all'interno di questa bolla continuano a generare plasma e quindi mantengono la bolla per la sua breve durata. Alla fine, il fulmine globulare si spegne perché la radiazione all'interno della bolla viene dispersa. A volte questa bolla scoppia, le microonde vengono rilasciate verso l'esterno, il che porta a un'esplosione.
La presenza di microonde e plasma come componenti del fulmine globulare può spiegare alcune delle sue proprietà. Ad esempio, le microonde possono penetrare nel vetro delle finestre, quindi le finestre chiuse non interferiscono con l'aspetto dei fulmini globulari nella stanza. Le microonde possono anche produrre un suono evidente quando entrano in contatto con l'orecchio interno umano e il plasma che generano può a sua volta produrre ozono dall'ossigeno atmosferico, che ha un odore pungente.
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Ciò che distingue la teoria dei fulmini globulari dalle altre teorie è che spiega come appaiono all'interno degli aeroplani. Gli elettroni, minuscoli cugini degli atomi, sono in grado di passare attraverso la pelle metallica del corpo di un aereo dopo aver raggiunto velocità quasi della luce al di fuori di esso, grazie a un lampo. Quindi gli elettroni intrappolati all'interno dell'aereo emettono microonde, che formano fulmini globulari. La sequenza elettroni-microonde-plasma spiega anche le dimensioni delle palle di fuoco, poiché la lunghezza del fascio di elettroni disperso da un fulmine corrisponde al diametro tipico della bolla a microonde risultante - circa 20-50 centimetri.
Come sempre accade per le nuove ipotesi scientifiche, ora è necessario fare molto lavoro per confermare l'assunto di W. Ci vorranno molti esperimenti per testare il meccanismo elettrone-microonde-plasma, a seguito del quale si forma il fulmine globulare. Qui sarà necessario sviluppare una metodologia per generare fulmini globulari su richiesta, e quindi studiare le caratteristiche degli elettroni e delle microonde.
Secondo Wu, se la sua ipotesi è confermata, la sua teoria solleverà diverse importanti domande sulle minacce poste dagli elettroni veloci e dalle radiazioni a microonde che sorgono vicino alle persone colpite da un temporale. Pensa a quello che è successo l'anno scorso in South Dakota. Un video filmato da un testimone dell'incidente mostra una sfera di luce che cade rapidamente dal cielo durante un temporale.
