„Спрайт“, „елфи“, „сини потоци“- такива странни полумистични имена учените са нарекли най-редките атмосферни явления на нашата планета. Мистериозен плазмен блясък, живеещ в хилядни части от секундата и простиращ се на стотици километри. Почти невъзможно е да се видят тези атмосферни призраци: те са толкова редки и бързи. Техният свят е толкова високо над земята, че граничи с близкото пространство, а природата не е напълно разбрана. Но те са съвсем истински и наистина красиви.
Толкова странно, толкова познато
От векове хората забелязват тайнствени светлини високо в небето - красиви, почти божествени, понякога страховити и плашещи. В старите времена те се приравнявали с интригите на зли духове или с божественото назидание на смъртните
малко човешко, поради което почтените учени не искаха да губят време за суеверни глупости и просто ги игнорираха. Едва през втората половина на 20 век учените наистина се интересуват от тях.
Пилотите и космонавтите понякога наблюдаваха определени вещества, подобни на лъчи, биещи се в космоса, топки, фонтани и разсейващи се пръстени от светлина, но рядкостта и преходността на такива явления станаха непреодолима пречка за изучаване на тяхната природа. Често грешаха за НЛО. За първи път едно от феномените (предполага се, че става дума за спрайтове) е регистрирано едва през 1989 г., а след това случайно. На 6 юли физиците от университета в Минесота (САЩ) тестваха ново оборудване - изключително чувствителна камера за изследване на звездното небе. По чист случай странни пламъчета, образувани от далечна гръмотевична буря, удариха обектива. Те продължиха само милисекунди, но мащабът на непознатите за науката явления шокира въображението - всяка светкавица се удължаваше поне 30 км. Тези моменти бяха началото на мащабен лов на небесни призраци.
Първите ясни изображения на атмосферните пожари са получени едва десетилетие и половина по-късно - през 2005 г. - с помощта на специална камера със скорост на снимане 5000 кадъра в секунда. С натрупването на фактически материал стана ясно, че сиянието не е от един и същи вид, те могат да бъдат класифицирани. Така учените открили спрайтове с форма на медуза, наподобяващи синкави лъчи на „сини струи (струи)“, червени фонтани на „тигри“и ефемерни пръстени на „елфи“.
Предпоставка за възникване на атмосферни пожари са силните гръмотевични бури. Повечето от тях се наблюдават в мезосферата на надморска височина от 50-130 км, докато обикновената светкавица почти никога не „вдига“над 16 км. Да не говорим за факта, че плазменото сияние на голяма надморска височина е наистина огромно. Живеейки за части от секундата, те могат да израснат до стотици километри - десетки пъти по-дълги от линейните мълнии. Те са невероятни, макар и само защото не могат да бъдат класирани като светкавици или аурори. Това са явления от съвсем различно естество.
Промоционално видео:
Нека се обърнем към терминологията. Какво е мълния? Това е високоенергично искрово разряд, горещо и разрушително. Аврората е нискоенергийно сияние на горните слоеве на атмосферата, което възниква, когато магнитосферата на Земята взаимодейства с частици от слънчевия вятър, поток от заредени частици, излъчвани от Слънцето.
Обикновената светкавица може лесно да убие човек, но аурората може да навреди само от съпътстващата космическа радиация, от която жителите на Земята са безопасно защитени от магнитното поле, което заобикаля планетата ни като щит. Разглежданите явления са коренно различни. Грубо казано, атмосферните светлини се наричат светкавици на голяма надморска височина, въпреки че в действителност не са такива. Разликата между двете е същата като между декоративната плазмена лампа и дъгата на заваръчна машина. Те, подобно на аурорите, са студени плазмени зауствания. Но за разлика от Aurora Borealis (северно сияние), те могат да бъдат наблюдавани навсякъде по света и те не възникват под въздействието на лъчи отвън - те се генерират от самата планета.
"Общоприето е, че времето, което виждаме всеки ден, и процесите в горната атмосфера съществуват сами", казва служителят на НАСА Карън Фокс. „Наличието на мълнии на голяма надморска височина доказва, че двете околоземни сфери са взаимосвързани и остава да се види как енергията се обменя между тях.“
Sprites
В исторически план спраитите станали първите птици на бъдещата галактика от атмосферно плазмено сияние. Спиритите (от английски sprite - „фея“) са колосални сферични потоци от йонизирана плазма, които възникват над гръмотевични фронтове и насочени вертикално нагоре. Външно изглеждат като проблясъци от червено-оранжево или синьо сияние, разделящи се на „тяло“, многобройни долни „клони“и къси „свещи“, насочени нагоре. Поради това те понякога се сравняват с медузи, които разпръснаха своите грациозни пипала по небето. Червените спрайтове, лишени от сгъстяване във формата на топка, понякога се наричат „тигри“, но това не е напълно вярно. Тигрите обикновено се появяват на по-ниска надморска височина, различават се по светимост и имат различна външна структура.
Обикновено спраитите се появяват на групи, образувайки пръстеновидни клъстери и правят „танцуващи“движения нагоре и надолу, поради което са кръстени на феи - игриви светещи създания, които според старите легенди обичали да се събират на поляни и да танцуват, подреждайки трудно хоровод.
От земята, спрайтите обикновено се появяват като малки цветни светлини в небето, но в действителност те са огромни. Височината и обхватът, при който става възможно да се наблюдават светлините, изкривяват реалния мащаб на тяхното величие. Дори и най-скромният спрайт е дълъг 60 км и диаметър 100 км.
Доскоро изследването на плазмените медузи беше възможно само с помощта на камери на върха на планините, но получените данни бяха оскъдни и ненадеждни. Днес необходимото оборудване е разположено на МКС, което позволява да се наблюдават огромни пламъци, избягали от облаците без смущения. С помощта на ASIM (Atmospheric Space Interaction Monitor) Европейската космическа агенция се надява да намери модели в честотата на спратите и най-накрая да разбере тяхната същност.
Елфите
Често елфите стават спътници на спратите в небето. Не се заблуждавайте с това име, то е измислено много години след като светът спря да вярва в чудеса. "Elf" е безплатна транскрипция на ELVES, излъчване на светлина и смущения с много ниска честота поради източници на електромагнитни импулси, което буквално означава "излъчване на светлина и смущения с много ниска честота поради импулс от електромагнитен източник." Това са съвременните приказки.
Йоносферните елфи излъчват червеникави пръстени, които се разпространяват като ръба на ударна вълна. Те се появяват около спрайтове и особено силни бури на надморска височина над 100 км. Животът им е мимолетен - само няколко милисекунди.
Учените смятат, че механизмът на тяхното сияние е свързан с излъчването на възбудени азотни молекули, които получават енергия от ускорени електрони поради изхвърляния в основната буря. Какво ги свързва с спрайтите и дали има някакъв модел за тяхното съвместно съществуване, все още не е ясно.
Сини струи
Друго явление са сините струи. Те също се образуват, когато електроните се изтеглят от гръмотевични вълни, но за разлика от спрайтите, които изискват бавен, бавен ток, струите се нуждаят от по-мощен насочен импулс. От всички плазмени ефекти сините струи образуват най-ниските, непосредствено над буреносните облаци. Родени в активни центрове за буря, струите се издигат на височина 40-50 км със скорост около 100 км / сек, където те започват постепенно да се разсейват и избледняват. Те "живеят" по-дълго от спрайтите, но също така се наблюдават по-рядко, което значително усложнява изучаването им. Не е известно със сигурност дали те са форма на светкавици с висока надморска височина или плазмени мезосферни явления. Учените са склонни да подкрепят последното, но доказателства за това тепърва ще се намират.
Стийвс
Знанията за атмосферните пожари все още са изключително оскъдни. Друго доказателство за това е неотдавнашното откриване на нов тип радиация. През 2017 г. Крис Ратлаф, член на аматьорската изследователска група по полярни изследвания на Алберта Аврора Чейзърс, наблюдава нетипични светлинни ивици в нощното небе. Крис и неговите сътрудници смятали, че този ефект е причинен от положително заредена аурора и я нарекли "протонни дъги". Когато фотографиите на любители попаднаха в ръцете на професора по физика в Университета в Калгари (Канада) Ерик Донован, се оказа, че зад незабележим на пръв поглед удар на фона на звездите се явява неизвестно за науката явление. Използвайки данни от спътника Swarm, Donovan установява, че сиянието е причинено от 25-километрова лента газ, нагрята до 3000 ° C, разположена на надморска височина от 300 km и движеща се със скорост 6 km / s. За разлика от своите бързо движещи се колеги, той може да продължи повече от час и е сезонен по характер, появява се главно от март до септември. Откритието е наречено "Стив" от съкращението Strong Thermal Emission Velocity Enhancement (от английски. "Високотемпературно ускоряващо излъчване"). По-точно обратното. По-късно сухото научно съкращение беше изкуствено приспособено към първоначалното име, дадено на явлението от откривателя. Рацлаф кръсти сиянието Стив като на шега, цитирайки от анимационния филм „The Woodsmen“, където героите се натъкват на нещо непознато и решават да го кръстят „Steve“. По-точно обратното. По-късно сухото научно съкращение беше изкуствено приспособено към първоначалното име, дадено на явлението от откривателя. Рацлаф кръсти сиянието Стив като на шега, цитирайки от анимационния филм „The Woodsmen“, където героите се натъкват на нещо непознато и решават да го кръстят „Steve“. По-точно обратното. По-късно сухото научно съкращение беше изкуствено приспособено към първоначалното име, дадено на явлението от откривателя. Рацлуф нарече сиянието Стив като на шега, цитирайки от анимационния филм „The Woodsmen“, където героите се натъкват на нещо непознато и решават да го кръстят „Steve“.
Самото съществуване на тези привидно прости мимолетни призраци може да промени разбирането на науката за атмосферата и електромагнитните явления на нашата планета. Земята не е само намагнетизирано парче скала, покрито със слой от газова смес. Това е практически жив организъм, свят от сложни фундаментални взаимодействия, които продължават частица от миг, но съществуващ от милиарди години. Дори при сегашното ниво на технологично развитие учените са научили много малко за плазменото атмосферно сияние. Почти нищо. В момента над главите ни се случват невероятни явления, доказващи, че ако нещо изглежда „твърде просто“, тогава все още не разбираме нищо по въпроса.
Списание: Тайните на Вселената №2 (147). Автор: Кирил Рогачев