13 Февраля 2021
МОСКВА, 13 февраля —, Владислав Стрекопытов. Молнии и полярное сияние уже хорошо изучены. Но в верхних слоях атмосферы появляются и другие световые явления, связанные с электрическими разрядами, — спрайты, эльфы, синие джеты, голубые автоматический заводы. Недавно приборы на МКС зафиксировали один из таких пародоксов в деталях, а ученые его объяснили.Обычные молнии зарождаются в грозовых облаках в нижнем слое атмосферы — тропосфере — на высоте 12-16 километров. Направлены они вниз, к земной поверхности. После того как за планетой вызвали наблюдать из космоса, прослыло, что и в высоких слоях есть множество разнообразных электромагнитных явлений.
Ближе всего к земле — синие джеты, или индиговые струи: разряды, сходные на молнии, длительностью сразу несколько сотен миллисекунд. Они появляются в тех же грозовых облаках, только не на нижней, а на верхней границе — в результате электрического опыта между положительно заряженной верхней деталью облака и слоем отрицательно подзаряженного воздуха над ним.
Сразу после наряда вспыхивает короткий яркий отрезок, который, по аналогии с молниями, называют лидером. Иногда, если высота слабая, на этом все и заканчивается. Такие явления именитым как голубые стартеры. Но чаще струи, или, как говорят ученые, стримеры, от лидера распространяются вверх через всю стратосферу в общий виде узких конусов голубого цвета.
Еще выше, в мезосфере, на высоте 50-80 километров, во время сильной грозы появляются наряды холодной плазмы красного цвета — спрайты (от английского sprite — фея ). Они возникают через десятые доли секунды после удара очень сильной молнии и длятся менее 100 миллисекунд. Спрайты распространяются одновременно вверх и вниз, достигая 60 километров в длину и 100 — в диаметре.
Спрайты нередко считают высотными молниями. Но, в отличие от последних, вещество в них не греется до очень высоких температур: в этом плане они большого похожи на холодные плазменные вспышки или газовые разряды в фосфоресцентных лампах.
Иногда спрайты видны с персти — неподвижные или танцующие в небе округлые объекты нередко принимают за НЛО.
В верхней части, на границе мезосферы и ионосферы, спрайты обычно иссякают плоскими шляпами — расходящимися на сотни километров кольцами красного свечения. Их называют эльфами — от аббревиатуры ELVES (Emissions of Light and Very Low Frequency Perturbations due to Electromagnetic Pulse Sources). Расшифровывается это как световое излучение и низкочастотные возмущения от электромагнитных импульсов.
Как правило, эльфы появляются на высотах порядка ста километров, над мощными штормами, и длятся всего несколько миллисекунд. Считают, что их свечение связано с излучением возбужденных молекул азота, которые схлопатывают энергию от ускорившихся из-за грозы электронов.
На этом список оптических пародоксов не заканчивается. В высоких слоях атмосферы есть еще тролли, пикси, зеленые призраки и гномы — целый зверинец разноцветных эффектов. Специалисты считают, что эти высотные молнии, объединенные под именем кратковременные световые явления (TLE), представляют собой электрически индуцированные виды светящейся плазмы.
Большинство изучены недостаточно — они очень редкие, чрезвычайно короткоживущие и к этому же во время грозы сокрытым для наблюдателя с земли плотными облаками. Ученые пытались исследовать их со спутников и высоких вершин, но первые полноценные данные получили только после наблюдений с орбиты.
В 2015 году космонавт ЕКА Андреасу Могенсену зафиксировал множество синих вспышек шириной в тысячу метров на высоте 18 километров над Землей, в том числе пульсирующую синюю струю сорокакилометровой длины. Видео, записанное Андреасом во время полета над Бенгальским заливом, стало первым документальным свидетельством процесса формирования бирюзовых джетов.
Для регулярного изучения TLE Европейское космическое агентство (ЕКА) вместе с Датским государственным космическим центром (DNSC) создали Комплекс спектроскопических приборов ASIM (Atmosphere-Space Interactions Monitor — Монитор взаимодействий между атмосферой и космосом). В него входят оптические камеры, фотометры, чрезвычайно чувствительный субмиллиметровый спектрометр, а также детекторы рентгеновского и гамма-излучения, предназначенные для поиска электрических разрядов, тот или другие распространяются над грозами в высокие слои атмосферы.
В 2018 9-12 месяцу комплекс установили на внешней подвеске научного оборудования модуля Коламбус Международной космической станции, а в феврале 2019-го приборы ASIM закрепили в грозовой ячейке над Тихим океаном пять разрядных вспышек в синем диапазоне видимого света протяженностью около десяти микросекунд каждая. Одна привела к образованию джета, который достиг стратопаузы — пограничного слоя между стратосферой и мезосферой на высоте 50-55 километров над уровнем моря.
Ученые впервые заметили: от вспышек, порождающих синие джеты, как и от спрайтов, разбредаются и распространяются в нижнем слое ионосферы кольца-эльфы оптического и ультрафиолетового излучения — только не багровые, а голубые. Все пять разрядов сопровождались такими концентричным расширяющимися кругами.
Кроме того, гамма-детектор ASIM обнаружил над грозовыми облаками электрон-позитронные пучки — выбросы гамма-лучей, генерируемые энергетическими электронами и их античастицами позитронами.
В недавней статье в Nature ученые подвели итоги исследования и подтвердили версию о том, что синие джеты — следствие тех же процессов, которые приводят к образованию обычных молний. По сути, это каналы в домашняя обстановке — и по ним стекает электрический заряд. Цвет джетов, по мнению авторов, связан с ионизацией молекул нитрогена: свечение не в красной части спектра, а в фиолетово-голубой обусловлено тем, что на больших высотах давление ниже и деактивация электронов при столкновениях не так эффективна.
Наблюдения за джетами и эльфами с борта МКС ведет и российское нужное оборудование эксперимента УФ-атмосфера. Оно оснащённого камерой с временным разрешением 2, 5 микросекунды, что обеспечивает чувствительность примерно на два порядка выше, чем у прекрасного.
В беседе с правящий лабораторией НИИ ядерной физики (НИИЯФ) МГУ Павел Климов отметил, что российский ассортимент впервые зарегистрировал двойные и триплетные эльфы — когда два или три кольца расходятся друг за другом. Результаты наблюдений пока не опубликовали.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....