Pikselööki on uuritud sajandeid, kuid nende olemuses on endiselt palju ebaselget. Kuidas väljub pilv, mis on kuuli välk, miks äikese ajal eralduvad gammakvandid - neile küsimustele tuleb veel vastata. RIA Novosti räägib uusimatest uuringutest atmosfääri elektrienergia valdkonnas.
"Välk on elektrilahendus, mis liigub atmosfääris mööda õhukest kuuma plasmakanalit - liidrit - pilvest maani, pilvede vahel või tõuseb kõrgetest hoonetest," ütleb RIA Novosti järgi nimetatud MIEM-i direktori asetäitja füüsika ja matemaatika alal doktor Aleksander Kostinsky. … Haridus- ja teadusministeeriumi ning Vene Teadusfondi toetatud rahvusvahelises projektis "Välk ja nende manifestatsioonid" osaleja A. N. Tikhonova.
Välgu tekkeks on vaja pilvi. Üles tõustes laieneb, jahutab, selles moodustuvad väikesed veetilgad, lumehelbed, rahe ja paljud teised erineva suurusega osakesed, mida nimetatakse hüdrometeoorideks. Tegelikult moodustub pilve sees aerosool, selle osakesed hõõruvad üksteise vastu ja omandavad erinevate märkide laengud.
Pärast niiskuse kondenseerumist kuumeneb pilv pisut ja tõuseb kõrgemale, tõmmates ümbritsevasse õhku. Seetõttu kaasneb äikesega ka tugevnenud tuul. Pilve sisse lisatakse kihid positiivselt ja negatiivselt laetud osakesi, sajab vihma, algab pilvesisene heide, osa neist jõuab maapinnale.
Sprite ilmub atmosfääri ülemisse ossa pärast tugevat välkkiiret maasse.
Välkkanal juhib tugevat elektrivoolu tänu plasmale - väga ioniseeritud gaasile. Kiirkaamera fotodel on näha, kuidas välgujuht hargneb liikumisel. Maale lähemale jõudes kiirustavad kõrged punktid - pilvelõhkujad, teletornid - tõusvad juhid tema poole. Võimas vool voolab ühendatud kanali kaudu kiirusega, mis on mitu korda madalam kui valguse kiirus. Just seda välku näeme välkkiire käes.
„Jälgime välku, kui see on suur, energiline, tekitab tulekahjusid, tapab loomi, keelab seadmed. Kuid pilve alguspunkt on praeguseks saja aasta jooksul olnud üks peamisi teaduslikke müsteeriume,”jätkab teadlane.
Selle skoori kohta on palju hüpoteese, mis on väga keerukad ja ei seleta kõiki vaadeldavaid nähtusi. Mõõdetud: Ainult ühe sentimeetri õhu läbimiseks on vaja kolmkümmend tuhat volti. See tähendab, et pilves peavad olema väga tugevad elektriväljad, kuid mõõtmised annavad mitu korda madalamad väärtused.
Reklaamvideo:
“Iga sekund lööb maapinnale umbes sada välku ja keegi ei tea, kuidas need alguse saavad. Pealegi näitavad füüsikalised mõõtmised, et need ei tohiks tekkida pilvedes,”märgib Kostinsky.
Aeg-ajalt pildistamine välkkiiretega.
Palli välk
Omaette puzzle on palli välk. Erinevate ajalooliste ajastute kohta on selle kohta teada tuhandeid tõendeid, teadlased leidsid laboris isegi eksperimentaalselt „sfäärilisi plasmaformatsioone”, kuid pole võimalik tõestada, et see on uuritav loodusnähtus. Põhiküsimus (lisaks tuuma moodustumisele) on see, miks laetud plasmahüüve eksisteerib atmosfääris nii kaua - sekundeid ja minuteid. Teoreetiliselt peaks see ilma välise etteandeta jahtuma sekundi sekundites, kaotades juhtivuse.
Mõned teadlased oletasid, et kuuli välk oli optiline efekt, kuid mitu aastat tagasi filmisid Hiina teadlased optilise spektromeetriga kiirkaamerale kuuli välgust, mis kestis peaaegu sekundi ja mis kestis peaaegu sekundi. See selgitas nähtuse olemust vähe, kuid kinnitas selle tegelikkust.
Veel saladusi
1989. aastal avastati tänu satelliitidele täiesti uut tüüpi atmosfääri elekter - spritid. Need tekivad 70–85 kilomeetri kõrgusel elektriväljas, mis moodustub pärast tugevat maasse tungimist, kui pilve alumine osa tühjeneb. Kosmosest nägime siniseid ja hiiglaslikke joad - pika pikkusega elektrilahendusi. Need on pärit äikesepilvede tipust ja ulatuvad 90 kilomeetri kõrgusele.
Jet - heide pilvest kuni 90 kilomeetri kõrgusele. Mauna Kea observatoorium, Hawaii.
1991. aastal registreerisid Ameerika satelliidid äikese ajal gammakiirte, see tähendab kõvade röntgenkiirte purskeid. Need andmed salastati kohe, otsustades, et kuskil viiakse läbi maapealseid tuumakatsetusi. Kolm aastat hiljem, pärast veendumist, et kiirgusallikaks olid äikesed, avaldati vaatluste tulemused.
“Selliseid energiakvante tuleb Maale harva, isegi päikesepistetest. Selgub, et pilv toimib elementaarosakeste, nimelt elektronide ja võib-olla positronite kiirendina. Seda piirkonda nimetatakse atmosfääri suure energiatarbimisega füüsikaks,”ütleb Aleksander Kostinsky.
2000. aastatel selgus, et umbes kümne kilomeetri kõrgusel asuvas pilves moodustuvad raadioemissiooni allikad, mis on palju võimsamad kui välguga kaasnevad. Need kestavad vaid paar mikrosekundit. Neid kutsuti kompaktseteks intracloud-väljunditeks. Nende välimuse kohta pole veel üldtunnustatud teooriat.
Huvi päikesesüsteemi teiste planeetide atmosfääri elektrienergia väljalaske vastu on endiselt vähenenud. Saadi pilte äikesetormidest Jupiteril ja Saturnil, raadioulatuses tehtud vaatlused näitasid heitmeid Uraanis ja Neptuunis. Veenuse küsimus on endiselt lahtine. Kuid Marsil ja Titanil pole äikest.
Kostinsky sõnul kogeb välkteadus praegu tõelist buumi. Äike ja välk on ju väga ohtlikud, hävitavad loodusnähtused. Lisaks seisavad teadlased silmitsi praktiliste ülesannetega - kaitsta inimesi ja loomi atmosfääriheidete, ehitiste, tuulikute, lennukite eest.
Jupiteri ööküljel atmosfääris väljub välk. Galileo Orbiter, 1998.
Tatjana Pichugina
