"Sprite", "elfi", "flussi blu" - questi strani nomi semi-mistici che gli scienziati hanno soprannominato i fenomeni atmosferici più rari sul nostro pianeta. Misterioso bagliore al plasma che vive in millesimi di secondo e si estende per centinaia di chilometri. È quasi impossibile vedere questi fantasmi atmosferici: sono così rari e impetuosi. Il loro mondo è così alto dal suolo che confina con lo spazio vicino e la natura non è completamente compresa. Ma sono abbastanza reali e veramente belli.
Così strano, così familiare
Per secoli, le persone hanno notato luci misteriose alte nel cielo: belle, quasi divine, a volte raccapriccianti e spaventose. Ai vecchi tempi erano equiparati agli intrighi degli spiriti maligni o all'edificazione divina dei mortali
piccolo umano, motivo per cui venerabili scienziati non volevano perdere tempo in sciocchezze superstiziose e semplicemente li ignoravano. Solo nella seconda metà del XX secolo gli scienziati si sono realmente interessati a loro.
I piloti e i cosmonauti a volte osservavano certe sostanze, simili ai raggi, battere nello spazio, palline, fontane e anelli di luce sparsi, ma la rarità e la caducità di tali fenomeni divennero un ostacolo insormontabile allo studio della loro natura. Sono stati spesso scambiati per UFO. Per la prima volta, uno dei fenomeni (presumibilmente erano gli sprite) è stato registrato solo nel 1989 e poi per caso. Il 6 luglio, i fisici dell'Università del Minnesota (USA) hanno testato una nuova attrezzatura: una fotocamera altamente sensibile per studiare il cielo stellato. Per puro caso, strani bagliori a forma di imbuto generati da un temporale lontano hanno colpito l'obiettivo. Durarono solo millisecondi, ma la portata dei fenomeni sconosciuti alla scienza scioccò l'immaginazione: ogni lampo si estendeva per almeno 30 km. Quei momenti furono l'inizio di una caccia su vasta scala ai fantasmi celesti.
Le prime immagini nitide di luci atmosferiche sono state ottenute solo un decennio e mezzo dopo - nel 2005 - utilizzando una speciale fotocamera con una velocità di scatto di 5000 fotogrammi al secondo. Con l'accumulo di materiale reale, è diventato chiaro che il bagliore non è dello stesso tipo, possono essere classificati. Così gli scienziati hanno scoperto palline a forma di medusa "folletti", che ricordano i raggi bluastri "getti blu (getti)", fontane rosse "tigri" e anelli effimeri di "elfi".
Un prerequisito per il verificarsi di incendi atmosferici sono i forti temporali. La maggior parte di essi è osservata nella mesosfera ad un'altitudine di 50-130 km, mentre i fulmini ordinari non "raccolgono" quasi mai oltre i 16 km. Per non parlare del fatto che il bagliore del plasma ad alta quota è davvero enorme. Vivendo per una frazione di secondo, possono crescere fino a centinaia di chilometri, decine di volte più a lungo dei fulmini lineari. Sono sorprendenti, se non altro perché non possono essere classificati come fulmini o aurore. Questi sono fenomeni di natura completamente diversa.
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Passiamo alla terminologia. Cos'è il fulmine? È una scarica di scintilla ad alta energia, calda e distruttiva. L'aurora è un bagliore a bassa energia degli strati superiori dell'atmosfera che si verifica quando la magnetosfera terrestre interagisce con le particelle del vento solare, un flusso di particelle cariche emesse dal Sole.
Un normale fulmine può facilmente uccidere una persona, ma l'aurora può danneggiare solo la radiazione cosmica che l'accompagna, dalla quale gli abitanti della Terra sono protetti in modo sicuro dal campo magnetico che circonda il nostro pianeta come uno scudo. I fenomeni in esame sono fondamentalmente diversi. In parole povere, le luci atmosferiche sono indicate come fulmini ad alta quota, sebbene in realtà non lo siano. La differenza tra i due è la stessa tra la lampada decorativa al plasma e l'arco di una saldatrice. Loro, come le aurore, sono scariche di plasma freddo. Ma a differenza dell'aurora boreale (aurora boreale), possono essere osservati ovunque nel mondo e non sorgono sotto l'influenza dei raggi dall'esterno: sono generati dal pianeta stesso.
"È generalmente accettato che il tempo che vediamo ogni giorno e i processi nell'alta atmosfera esistano da soli", afferma Karen Fox, dipendente della NASA. "L'esistenza di fulmini ad alta quota dimostra che entrambe le sfere vicine alla Terra sono interconnesse, e resta da vedere come l'energia viene scambiata tra di loro".
Sprite
Storicamente, gli sprite sono diventati i primi uccelli della futura galassia del bagliore atmosferico al plasma. Gli sprite (dall'inglese sprite - "fata") sono colossali flussi sferici di plasma ionizzato che sorgono sui fronti dei temporali e diretti verticalmente verso l'alto. Esternamente sembrano lampi di radiosità rosso-arancio o blu, che si dividono in un "corpo", numerosi "rami" inferiori e brevi "candele" dirette verso l'alto. Per questo motivo, a volte vengono paragonati alle meduse, che hanno sparso i loro graziosi tentacoli nel cielo. Gli sprite rossi, privi di un ispessimento a forma di palla, sono talvolta chiamati "tigri", ma questo non è del tutto vero. Le tigri di solito compaiono ad altitudini inferiori, differiscono per luminosità e hanno una struttura esterna diversa.
Gli spiriti di solito compaiono in gruppi, formando gruppi di anelli, e fanno movimenti "danzanti" su e giù, motivo per cui prendono il nome dalle fate - giocose creature luminose che, secondo antiche leggende, amavano radunarsi nelle radure e danzare, organizzando un difficile ballo rotondo.
Da terra, gli sprite di solito appaiono come piccole luci colorate nel cielo, ma in realtà sono enormi. L'altezza e la portata alla quale diventa possibile osservare le luci distorce la scala reale della loro grandezza. Anche lo sprite più modesto è lungo 60 km e ha un diametro di 100 km.
Fino a poco tempo lo studio delle meduse al plasma era possibile solo con l'ausilio di telecamere in cima alle montagne, ma i dati ottenuti erano scarsi e inaffidabili. Oggi, l'attrezzatura necessaria si trova sulla ISS, che consente di osservare enormi bagliori che sfuggono dalle nuvole senza interferenze. Con l'aiuto di ASIM (Atmospheric Space Interaction Monitor), l'Agenzia spaziale europea spera di trovare modelli nella frequenza di occorrenza degli sprite e di comprenderne finalmente la natura.
Elfi
Spesso gli elfi diventano compagni di folletti nel cielo. Non lasciarti ingannare da questo nome, è stato inventato molti anni dopo che il mondo ha smesso di credere nei miracoli. "Elfo" è una libera trascrizione di ELVES, Emissione di luce e perturbazioni a frequenza molto bassa dovute a sorgenti di impulsi elettromagnetici, che letteralmente significa "emissione di luce e disturbi a frequenza molto bassa a causa di un impulso da una sorgente elettromagnetica". Queste sono le favole moderne.
Gli elfi ionosferici irradiano anelli rossastri che si diffondono come il bordo di un'onda d'urto. Appaiono intorno a sprite e tempeste particolarmente potenti ad altitudini superiori a 100 km. Le loro vite sono fugaci - solo pochi millisecondi.
Gli scienziati ritengono che il meccanismo del loro bagliore sia associato all'emissione di molecole di azoto eccitate, che ricevono energia dagli elettroni accelerati a causa delle scariche nella tempesta sottostante. Ciò che li collega agli sprite e se esista un modello per la loro coesistenza non è ancora chiaro.
Getti blu
Un altro fenomeno sono i blue jet. Si formano anche quando gli elettroni vengono estratti dalle nubi temporalesche, ma a differenza degli sprite, che richiedono una corrente lenta e lenta, i getti necessitano di un impulso direzionale più potente. Di tutti gli effetti al plasma, i jet blu formano il più basso, direttamente sopra le nuvole temporalesche. Nati in centri di tempesta attivi, i getti raggiungono un'altezza di 40-50 km ad una velocità di circa 100 km / s, dove iniziano a dissiparsi gradualmente e ad attenuarsi. Loro "vivono" più a lungo degli sprite, ma sono anche osservati meno spesso, il che complica notevolmente il loro studio. Non è noto con certezza se siano una forma di fulmini d'alta quota o fenomeni mesosferici al plasma. Gli scienziati tendono a favorire quest'ultimo, ma resta da trovare prove per questo.
Steves
La conoscenza degli incendi atmosferici è ancora estremamente scarsa. Un'altra prova di ciò è la recente scoperta di un nuovo tipo di radiazione. Nel 2017, Chris Ratzlaff, un membro del gruppo di ricerca aurorale amatoriale Alberta Aurora Chasers, ha osservato strisce di luce atipiche nel cielo notturno. Chris e i suoi collaboratori credevano che questo effetto fosse causato da un'aurora caricata positivamente e lo chiamarono "archi di protoni". Quando le fotografie di dilettanti caddero nelle mani di un professore di fisica dell'Università di Calgary (Canada) Eric Donovan, si è scoperto che un fenomeno sconosciuto alla scienza era nascosto dietro un tratto apparentemente insignificante sullo sfondo delle stelle. Utilizzando i dati del satellite Swarm, Donovan ha scoperto che il bagliore era causato da un nastro di gas di 25 chilometri riscaldato a 3000 ° C, situato a un'altitudine di 300 km e che si muoveva a una velocità di 6 km / s. A differenza delle sue controparti in rapido movimento, può durare più di un'ora ed è di natura stagionale, che compare principalmente da marzo a settembre. La scoperta è stata chiamata "Steve" dall'abbreviazione Strong Thermal Emission Velocity Enhancement (dall'inglese "Radiazione accelerante ad alta temperatura"). Più precisamente, l'opposto. L'abbreviazione scientifica secca fu successivamente adattata artificialmente al nome originale dato al fenomeno dallo scopritore. Ratzlaff ha battezzato il bagliore Steve come uno scherzo, citando il cartone animato "The Woodsmen", dove gli eroi incontrano qualcosa di sconosciuto e decidono di chiamarlo "Steve". Più precisamente, l'opposto. L'abbreviazione scientifica secca fu successivamente adattata artificialmente al nome originale dato al fenomeno dallo scopritore. Ratzlaff ha battezzato il bagliore Steve come uno scherzo, citando il cartone animato "The Woodsmen", dove gli eroi incontrano qualcosa di sconosciuto e decidono di chiamarlo "Steve". Più precisamente, l'opposto. L'abbreviazione scientifica secca fu successivamente adattata artificialmente al nome originale dato al fenomeno dallo scopritore. Ratzlaff ha battezzato il bagliore Steve come uno scherzo, citando il cartone animato "The Woodsmen", dove gli eroi incontrano qualcosa di sconosciuto e decidono di chiamarlo "Steve".
La stessa esistenza di questi fantasmi apparentemente semplici e fugaci può cambiare la comprensione della scienza dell'atmosfera e dei fenomeni elettromagnetici del nostro pianeta. La terra non è solo un pezzo di roccia magnetizzato coperto da uno strato di miscela di gas. È praticamente un organismo vivente, un mondo di complesse interazioni fondamentali che durano una frazione di momento, ma esistono da miliardi di anni. Anche con l'attuale livello di sviluppo tecnologico, gli scienziati hanno imparato molto poco sul bagliore atmosferico del plasma. Quasi niente. In questo momento, fenomeni sorprendenti si stanno verificando sopra le nostre teste, dimostrando che se qualcosa sembra "troppo semplice", allora ancora non ne capiamo nulla.
Magazine: Secrets of the Universe №2 (147). Autore: Kirill Rogachev
