"Sprite", "päkapikud", "sinised ojad" - sellised kummalised poolmüstilised nimed on teadlased nimetanud meie planeedi kõige haruldasemad atmosfäärinähtused. Saladuslik plasmahõõge, mis elab sekundi sekundites ja ulatub sadadesse kilomeetritesse. Neid atmosfäärilisi kummitusi on peaaegu võimatu näha: need on nii haruldased ja hoogsad. Nende maailm on maapinnast nii kõrgel, et see piirneb kosmosega ja loodust ei mõisteta täielikult. Kuid nad on üsna tõelised ja tõeliselt ilusad.
Nii kummaline, nii tuttav
Sajandeid on inimesed märganud kõrgel taevas müstilisi tulesid - ilusaid, peaaegu jumalikke, kohati jubedaid ja hirmutavaid. Vanasti võrdsustati nad kurjade vaimude intriigidega või surelike jumaliku edifitseerimisega
väike inimene, mistõttu auväärsed teadlased ei tahtnud ebausklike mõttetuste peale aega raisata ja lihtsalt ignoreerisid neid. Alles 20. sajandi teisel poolel hakkasid teadlased nende vastu tõelist huvi tundma.
Piloodid ja astronaudid vaatasid mõnikord teatud aineid, nagu kiired, kosmosesse peksmist, palle, purskkaevu ja hajutavaid valgusrõngaid, kuid selliste nähtuste haruldus ja ajutisus muutus nende olemuse uurimisel ületamatuks takistuseks. Nad eksisid sageli UFO-de vastu. Esmakordselt registreeriti üks nähtustest (oletatavasti sprits) alles 1989. aastal ja siis juhuslikult. 6. juulil katsetasid Minnesota ülikooli (USA) füüsikud uut varustust - suure tundlikkusega kaamerat tähistaeva uurimiseks. Juhuslikult tabasid objektiivi kaugest äikesest tekkinud kummalised lehtrikujulised helkurid. Need kestsid vaid millisekundi, kuid teadusele tundmatute nähtuste ulatus vapustas kujutlusvõimet - iga välk ulatus vähemalt 30 km. Need hetked olid taevaste kummituste laiaulatusliku jahi algus.
Esimesed selged kujutised atmosfääripõlengutest saadi alles poolteist aastat hiljem - 2005. aastal - spetsiaalse kaamera abil, mille võttekiirus oli 5000 kaadrit sekundis. Faktilise materjali kuhjumisega sai selgeks, et kuma pole sama tüüpi, neid saab klassifitseerida. Nii avastasid teadlased meduusidekujulised kuulid "spritid", mis meenutavad sinakate kiirte "siniseid joad (joad)", punaseid purskkaevu "tiigreid" ja "päkapikute" lühiajalisi rõngaid.
Atmosfääri tulekahjude tekkimise eeltingimus on tugev äike. Enamikku neist täheldatakse mesosfääris 50–130 km kõrgusel, samas kui tavaline välk peaaegu kunagi ei „kostu“16 km kohal. Rääkimata tõsiasjast, et kõrgmäestiku plasmavalgus on tõeliselt tohutu. Mõne sekundi jooksul elades võivad nad kasvada kuni sadade kilomeetriteni - kümneid kordi pikemaks kui lineaarne välk. Need on hämmastavad, kui ainult seetõttu, et neid ei saa liigitada ei välgu ega aurora borealiste hulka. Need on täiesti teistsugused nähtused.
Reklaamvideo:
Pöördume terminoloogia poole. Mis on välk? See on kõrge energiaga sädelahendus, kuum ja hävitav. Aurora on atmosfääri ülemiste kihtide vähese energiaga kuma, mis tekib siis, kui Maa magnetosfäär interakteerub päikesetuule osakestega, mis on Päikese kiirgav laetud osakeste voog.
Tavaline välk võib inimese kergesti tappa, kuid auru võib kahjustada ainult sellega kaasnev kosmiline kiirgus, mille eest Maa elanikke kaitseb kindlalt magnetväli, mis ümbritseb meie planeeti nagu kilp. Vaadeldavad nähtused on põhimõtteliselt erinevad. Ligikaudu öeldes nimetatakse atmosfääri tulesid kõrgmäestikuks, ehkki tegelikult nad seda pole. Erinevus nende kahe vahel on sama, mis dekoratiivse plasmalambi ja keevitusmasina kaare vahel. Need, nagu aurorad, on külma plasma väljundid. Kuid erinevalt Aurora Borealisest (virmalised) võib neid täheldada kõikjal maailmas ja need ei teki väljastpoolt tuleva kiirte mõjul - need genereerib planeet ise.
"On üldiselt aktsepteeritud, et ilm, mida me iga päev näeme, ja atmosfääri ülemises osas toimuvad protsessid on üksi," ütleb NASA töötaja Karen Fox. "Kõrguses välgu olemasolu tõestab, et mõlemad Maa-lähedased sfäärid on omavahel seotud ja jääb üle vaadata, kuidas nende vahel energiat vahetatakse."
Spritid
Ajalooliselt said spritid atmosfääri plasma kuma tulevase galaktika esimesteks lindudeks. Spritid (inglise keeles sprite - "haldjas") on ioniseeritud plasma kolossaalsed sfäärilised voolud, mis tekivad äikese rindel ja on suunatud vertikaalselt üles. Väliselt näevad need välja nagu punakasoranži või sinise säraga välgud, mis jagunevad "kehaks", arvukateks alumisteks "harudeks" ja lühikesteks "küünlateks", mis on suunatud ülespoole. Seetõttu võrreldakse neid mõnikord millimallikatega, kes hajusid nende graatsilised kombitsad üle taeva. Punaseid spreid, millel pole kuulikujulist paksenemist, nimetatakse mõnikord "tiigriteks", kuid see pole täiesti tõsi. Tiigrid ilmuvad tavaliselt madalamal kõrgusel, erinevad heleduse poolest ja neil on erinev väline struktuur.
Spritid ilmuvad tavaliselt rühmadena, moodustades ringklastrid ja sooritades "tantsivaid" liigutusi üles ja alla, mistõttu nimetati neid haldjate järgi - mänguliste helendavate olenditega, kes vanade legendide kohaselt armastasid lagendikesse koguneda ja tantsida, korraldades keerulist ümar tants.
Maapinnast ilmuvad spritid tavaliselt taevasse väikeste värviliste tuledena, kuid tegelikult on neid tohutult. Tulede vaatlemise kõrgus ja ulatus moonutavad nende suuruse tegelikku ulatust. Isegi kõige tagasihoidlikum sprite on 60 km pikk ja 100 km läbimõõduga.
Kuni viimase ajani oli plasma meduuside uurimine võimalik ainult mägede tipus asuvate kaamerate abil, kuid saadud andmed olid napid ja ebausaldusväärsed. Täna asub ISS-is vajalik varustus, mis võimaldab jälgida segamatult pilvedest põgenevaid tohutuid rakette. Euroopa Kosmoseagentuur loodab ASIM-i (Atmospheric Space Interaction Monitor) abil leida sprittide esinemissageduse mustrid ja mõista lõpuks nende olemust.
Päkapikud
Sageli saavad päkapikud taevas sprite kaaslasteks. Ärge laske seda nime petta, see leiutati palju aastaid pärast seda, kui maailm lakkas uskuma imedesse. "Elf" on elektromagnetilistest impulssiallikatest põhjustatud ELVES-i, valguse emissiooni ja väga madala sagedusega häirete tasuta transkriptsioon, mis tähendab sõna-sõnalt "valguse kiirgust ja väga madala sagedusega häireid, mis tulenevad impulssist elektromagnetilisest allikast". Need on tänapäevased muinasjutud.
Ionosfääri päkapikud kiirgavad punakaid rõngaid, mis levivad nagu lööklaine serv. Need ilmuvad haisude ja eriti võimsate tormide ümber, kui kõrgus on üle 100 km. Nende elu on põgus - vaid mõni millisekund.
Teadlased usuvad, et nende hõõgumise mehhanism on seotud ergastatud lämmastiku molekulide emissiooniga, mis saavad energiat elektronidest, mida kiirendatakse põhitormi tühjenemise tõttu. Mis neid sprittidega seob ja kas nende koos eksisteerimiseks on mingit mustrit, on endiselt ebaselge.
Sinised joad
Teine nähtus on sinised joad. Need tekivad ka siis, kui elektronid tõmmatakse äikesepilvest välja, kuid erinevalt spritidest, mis nõuavad aeglast, aeglast voolu, vajavad düüsid võimsamat suunavat impulssi. Kõigist plasmafektidest moodustavad sinised joad madalaimad, otse tormipilvede kohal. Aktiivsetes tormikeskustes sündinud joad tõusevad kiirusega umbes 100 km / s 40-50 km kõrgusele, kus nad hakkavad järk-järgult hajuma ja tuhmuma. Nad "elavad" kauem kui spritid, kuid neid täheldatakse ka harvemini, mis raskendab oluliselt nende uurimist. Pole kindlalt teada, kas tegemist on kõrgmäestiku või plasma mesosfääri nähtustega. Teadlased eelistavad viimast, kuid selle kohta tuleb veel tõendeid leida.
Steves
Atmosfääri põlengute kohta on endiselt äärmiselt vähe teadmisi. Selle üheks tõestuseks on hiljuti avastatud uut tüüpi kiirgus. 2017. aastal täheldas amatöör-auraalse uurimisrühma Alberta Aurora Chasers liige Chris Ratzlaff öises taevas ebatüüpilisi kergeid triipe. Chris ja tema kaaslased uskusid, et selle efekti põhjustas positiivselt laetud aurora, ja nimetasid seda "prootonikaaredeks". Kui amatööride fotod sattusid Calgary ülikooli (Kanada) füüsikaprofessori Eric Donovani kätte, selgus, et tähtede taustal peitus näiliselt tähelepandamatu löögi taha teadusele tundmatu nähtus. Kasutades Swarmi satelliidilt saadud andmeid, tuvastas Donovan, et hõõgumise põhjustas temperatuuril 3000 ° C kuumutatud 25-kilomeetrine gaasiballoon, mis asus 300 km kõrgusel ja liikus kiirusega 6 km / s. Erinevalt kiirelt liikuvatest kolleegidest võib see kesta üle tunni ja on oma olemuselt hooajaline, ilmub peamiselt märtsist septembrini. Avastus sai nime "Steve" lühendist Strong Thermal Emission Velocity Enhancement (inglise keeles. "High-temperatuur kiirendav kiirgus"). Täpsemalt vastupidi. Kuiv teaduslik lühend kohandati hiljem kunstlikult selle avastaja poolt nähtusele antud algse nimega. Ratzlaff ristis hõõgus Steve naljana, tsiteerides koomiksit "The Woodsmen", kus kangelased kohtuvad midagi tundmatut ja otsustavad selle nimetada "Steve". Täpsemalt vastupidi. Kuiv teaduslik lühend kohandati hiljem kunstlikult selle avastaja poolt nähtusele antud algse nimega. Ratzlaff ristis hõõgus Steve naljana, tsiteerides koomiksit "The Woodsmen", kus kangelased kohtuvad midagi tundmatut ja otsustavad selle nimetada "Steve". Täpsemalt vastupidi. Kuiv teaduslik lühend kohandati hiljem kunstlikult selle avastaja poolt nähtusele antud algse nimega. Ratzlaff ristis hõõgus Steve naljana, tsiteerides koomiksit "The Woodsmen", kus kangelased kohtuvad midagi tundmatut ja otsustavad selle nimetada "Steve".
Nende näiliselt lihtsate lendlevate kummituste olemasolu võib muuta teaduse arusaama meie planeedi atmosfäärist ja elektromagnetilistest nähtustest. Maa ei ole lihtsalt magneesitud kivitükk, mis on kaetud gaasisegu kihiga. See on praktiliselt elusorganism, keerukate fundamentaalsete vastasmõjude maailm, mis kestab vaid murdosa, kuid eksisteerib miljardeid aastaid. Isegi praeguse tehnoloogia arengutaseme juures on teadlased plasma atmosfääri sära kohta väga vähe teada saanud. Peaaegu mitte midagi. Praegu toimuvad meie pea kohal hämmastavad nähtused, mis tõestavad, et kui midagi tundub „liiga lihtne”, ei saa me sellest ikkagi midagi aru.
Ajakiri: Universumi saladused №2 (147). Autor: Kirill Rogachev
