Космические молнии: интересные открытия
Самые большие космические молнии были зафиксированы рядом с галактикой 3C303. Длина таких электрических разрядов была оценена в 150 тысяч световых лет, что на 50% больше длины Млечного пути. По мнению ученых, эти разряды были вызваны сверхмассивной черной дырой, которая находится в центре этой галактики. Эта черная дыра имеет очень сильное магнитное поле, которое генерирует электричество и создает такие крупные электрические разряды.
Под космическими молниями ученые подразумевают еще одно уникальное явление, которое было зафиксировано в верхней атмосфере Земли. Это молнии спрайты, которые бьют не на поверхность планеты, а в ионосферу. Впервые спрайты были зафиксированы совершенно случайно в 1989 году. Если обычные молнии образовываются на высоте не более 16 км, то спрайты «рождаются» на высоте до 130 км. Длина этих космических молний может достигать 60 км, а диаметр — 100 км.
Эти необычные разряды, бьющие вверх, появляются не только там, где присутствуют грозовые облака. Погода на поверхности планеты, как выяснилось, никак не влияет на образование космических молний. Ученые также зафиксировали, что эти необычные молнии появляются над определенными участками Земли и не появляются, например, над пустынями и океанами. Спрайтам присуща высокая интенсивность энергии, что активно влияет на химический состав атмосферы нашей планеты. Явление космических молний пока остается недостаточно изученным, поэтому ученым еще предстоит провести более детальные исследования, но уже сейчас достоверно известно, что такие необычные молнии, как спрайты, бьют над Землей более 4 миллионов раз в день, что равняется около 50 разрядам в секунду.
Над грозой: космическая охота за молниями
Автор фото, ESA/NASA
Международная космическая станция предоставляет уникальные возможности слежения за погодными явлениями Земли
В верхних слоях земной атмосферы с молниями происходят вообще причудливые события, и новая научная миссия стремится исследовать их.
Уже к концу апреля он начнет следить за странными электрическими феноменами, которые происходят над грозами.
Молнии на планете Земля: таймлапс с МКС
Находясь на 400-километровой орбите, МКС имеет идеальный обзор всех турбулентных погодных систем на Земле.
Электрические разряды штормов все время видны с космической станции.
И когда молния ударяет в землю, над облаками происходит нечто совершенно отличное.
Этот необычный феномен, известный как «переходные световые явления» (Transient Luminous Events, TLE) ученые обнаружили случайно в 1989 году.
Как-то американский профессор из Университета Миннесоты Джон Рэндольф Уинклер накануне старта ракеты проверял работу телекамеры. Неожиданно ученый обратил внимание на то, что на двух кадрах зафиксировались яркие столбы света над дальними штормовыми облаками.
Тогда это открытие шокировало ученых.
Автор фото, OTD/LIS, NASA Marshall Space Flight Center
Из-за их быстротечной природы и загадочности эти явления назвали «спрайтами» и «эльфами».
Однако, несмотря на уменьшительно-ласкательное название, которым прозвали феномен, на самом деле вспышки эти совсем не маленькие: они простираются в атмосфере на десятки километров.
Синий джет, красный спрайт и эльф: неуловимые явления
Сообщалось, что во время Второй мировой войны, высоколетающие пилоты наблюдали необъяснимые воздушные явления. Которые сейчас часто называют переходными световыми явлениями. Особенно в непосредственной близости от гроз. Но в то время ученые считали, что объяснения, данные пилотами, мало заслуживают доверия. Они думали, что пилоты, хотя и хорошо справлялись с тем, чему их обучили. Не обладали способностью должным образом определять мимолетные воздушные явления. Такие, как (то, что мы теперь знаем) красный спрайт, синий джет и эльф, если они на самом деле существовали вообще. В результате пилоты не хотели выделяться, полагая, что их репутация поставлена на карту. Словом, летчики хотели сохранить свои «крылья».
Хотя случаи световых явлений можно проследить намного раньше, чем во время Второй мировой войны. Только в последние несколько десятилетий — особенно после 1989 года — к ним начали относиться серьезно. Профессор физики Университета Миннесоты Джон Р. Винклер сделал поразительное открытие, тестируя видеокамеру для полета на исследовательской ракете. Когда кассета была просмотрена, она неожиданно показала «две гигантские колонны света, возвышающиеся над далекими грозами в северной Миннесоте». Наконец, была разгадана многовековая тайна загадочных огней над грозами. Сегодня, хотя они довольно загадочны и неуловимы, красный спрайт и его «братья», синий джет и эльф раскрывают некоторые из своих секретов.
Синий джет замечен учеными с МКС
То, что мы видим с поверхности нашей планеты, — это только начало. Самая мощная активность происходит высоко над поверхностью, в верхних слоях атмосферы Земли. Там происходят довольно странные вещи. Миссия НАСА, цель которой — узнать о них больше, сообщила, что с МКС были замечены синие джеты. — Молнии, выстреливающие вверх из облаков. Явление было обнаружено Европейским монитором взаимодействия атмосферы и космоса (ASIM) недалеко от острова Нару в Тихом океане. ASIM, — это инструмент, также известный как «охотник за космическими штормами».
Находясь на орбите на высоте чуть более 400 км. МКС обеспечивает идеальный обзор погодных систем Земли. А ASIM — это средство наблюдения за пределами космической станции. Используемое для изучения сильных гроз и их роли в атмосфере и климате Земли. ASIM работает на МКС с 2018 года.
Ученые говорят, что его исследования могут помочь выяснить, как возникают разряды и как они могут влиять на парниковые газы в атмосфере Земли.
Видео с МКС: Синий джет и предшествующий ему эльф. видео: 5-tv.ru
В статье, опубликованной в научном журнале Nature, астрономы описывают пять ярких синих вспышек. Каждая из которых длится около 10 миллисекунд. Пятая вспышка послала пульсирующую синюю струю — вид молнии. Которая достигла 50 км в стратосфере и длилась менее секунды. Электризующие эффекты штормов можно действительно ясно увидеть с Международной космической станции.
Но когда молния ударяет вниз, над вершинами облаков происходит нечто совершенно иное.
Синие джеты — это вспышки электрических молний, которые поднимаются из облаков в атмосферу Земли.
Природа возникновения явлений
Красный спрайт
Красный спрайт с борта МКС. видео: www.youtube.comПо словам ученых НАСА, происхождение «красного спрайта» происходит следующим образом: Обычно отрицательный заряд переносится от облака к земле. Но примерно в каждом десятом разе это положительный заряд — и это оставляет верхнюю часть облака отрицательно заряженной. С этим шансом один из десяти, электрическое поле над облаком «как раз подходит» для создания спрайта — электрического разряда на высоте 80 километров над грозой. Красновато-оранжевый цвет вызван «ускорением электронов в мезосфере из-за внезапного электрического изменения. Их быстрое движение вызывает тепло, ионизацию и красный свет. Когда электроны сталкиваются с молекулами азота.
Синий джет
«Синие джеты» и «эльфы» тоже ассоциируются с грозами, но не так, как «спрайты». В то время как спрайты напрямую связаны с ударами молнии из облака в землю и образуются далеко над грозовой тучей. Синие джеты «выходят» прямо из вершины грозовой тучи, и распространяются вверх узкими конусами примерно 15 градусов. Расходятся веером и исчезают на высоте примерно 50 километров. Время жизни составляет пару десятых секунды.
Хотя продолжительности спрайта составляет пару десятых секунды, продолжительность эльфа еще меньше — менее миллисекунды. Следовательно, в отличие от спрайтов, которые в редких случаях можно увидеть невооруженным глазом, увидеть эльфы практически невозможно. Если бы можно было увидеть эльфа, он, вероятно, выглядел бы как гигантское расширяющееся кольцо — около 500 километров в поперечнике. Исходящее из точки на высоте около 100 километров и расширяющееся наружу. Похоже, что они возникают над областями активных молний между облаками и землей. Когда мощный электромагнитный импульс распространяется вверх в ионосферу.
Такова история красных спрайтов, синих джетов и эльфов. Не говоря уже о «синих стартерах, спрайтовых ореолах, троллях, гномах, гигантских джетах, всплесках и гамма-всплесках». Все, так или иначе связаны с грозами, кроме двух последних.
Как появились названия
Термин «спрайт» был впервые введен в употребление в 1994 году профессором Дэвидом Сентманом из Университета Аляски в Фэрбенксе. Который считал, что их мимолетная природа напоминает мифический «спрайт» из «Сон в летнюю ночь» Шекспира. Термин «голубой джет/реактивный» говорит сам за себя. А «эльф» — это аббревиатура для обозначения излучения света и возмущений очень низкой частоты. Вызванных источниками электромагнитных импульсов.
Спрайты. Необычные молнии.
Спрайты – одни из красивейших природных явлений на нашей планете – невероятной величины молнии.
Спрайты – необычные молнии, которые способны удивить человека не только своей божественной красотой, но и нестандартным, как для молнии, поведением. Мы привыкли, что обычная молния бьет с облаков вниз на землю. Что касается спрайтов, то здесь дело обстоит иначе – они бьют вверх, создавая в небесной сфере потрясающе красивое зрелище.
Впервые спрайты были зафиксированы в 1989 году. Первым их увидел американский астроном-эксперт Джон Уинклер, который почти полвека проработал в NASA. Ученый обнаружил молнии случайно, когда в целях научных изысканий наблюдал за грозой. Впервые увидев эти направленные вертикально вверх молнии, он не поверил собственным глазам. Удивило Уинклера и то, что такой разряд появлялся на необычайно большой, как для обычной молнии, высоте. Направленный вертикально вверх он мог представлять опасность для аппаратов, запускаемых в космос, самолетов и прочих летательных машин. По этой причине Джон Уинклер решил продолжить изучение этого необычного явления.
В ночь с 22 на 23 сентября 1989 года мистер Уинклер, воспользовавшись высокоскоростной кинокамерой, умудрился заснять огромные вспышки света, которые простирались в небе по направлению снизу-вверх. Ученый, пользовавшийся устаревшей аппаратурой, посчитал, что эти молнии возникли на высоте 14 километров, что вполне допустимо и для обычных молний. Впоследствии, когда изучением спрайтов занялись современные научно-исследовательские центры и лаборатории, было доказано, что эти природные явления появляются на высоте не менее 55 км. На такой высоте вы не сможете встретить ни одного небесного разряда, который был бы направлен в сторону земли.
Механизм возникновения спрайтов
Заинтересовавшись данными о спрайтах, которые представил Уинклер сотрудникам NASA, ученые почти сразу же развернули крупномасштабную кампанию по изучению этого природного явления. В первую же ночь исследований они обнаружили около 200 вспышек молний в слоях ионосферы. Вспышки света возникали в основном в пределах 50-130 километров над поверхностью земли. Это зрелище одинаково восхищало и страшило ученых, поскольку в те времена многие из них еще не знали, чего толком можно ждать от спрайтов. Опасения ученых были понятны, так как спрайты имели все шансы на то, чтобы стать прямой угрозой для высотных летательных аппаратов. Чтобы исключить возможность этой угрозы, ученые решили изучить механизм возникновения спрайтов.
Проведя ряд наблюдения за спрайтами, ученые выяснили, что это явление возникает в основном только при очень сильной грозе, шторме или урагане. Большинство обычных молний, которые достигают земли, бьют из отрицательно заряженной части облака. Однако некий их процент берет свое начало в положительно заряженной части. Доказано, что молнии, берущие начало в этой области, обладают более сильным зарядом, а соответственно и силой. Считается, что в положительно заряженной части облака берут свое начало и спрайты.
Детальное исследование спрайтов показало, что они бьют снизу от облака вверх к ионосфере. В некоторых случаях часть этой молнии (хвост спрайта) уходит в низ по направлению к земле, но никогда не достигает ее. Наблюдение и анализ вспышек в верхних слоях атмосферы показали, что молнии, образующиеся в этой области, могут отличаться по цвету, форме, а также высоте, на которой они появляются. Исходя из этих критериев, ученые решили классифицировать верхние молнии, разделив на джеты, спрайты и эльфы.
Джеты, спрайты и эльфы
Джеты представляют собой вспышки света, наблюдаемые на наиболее близком расстоянии к земле, от 15 до 30 километров. Именно их, скорее всего, зафиксировал Джон Уинклер, который в 1989 году впервые произвел наблюдение вспышек молний в верхних слоях атмосферы. Джеты имеют трубчатую форму. Обычно они сине-белого или голубого оттенка. Известны случаи появления гигантских джетов, которые били в высоту на расстояние около 70 километров.
Спрайты – вид молний, о которых мы говорим в этой статье. Они появляются на высоте от 50 до 130 километров и бьют по направлению к ионосфере. Спрайты появляются через доли секунды после удара обычной молнии. Обычно они возникают группами, а не поодиночке. Длина спрайтов, как правило, держится в пределах нескольких десятков километров. Диаметр группы спрайтов может достигать 100 км в поперечнике. Спрайты – это красные вспышки света. Они быстро появляются и быстро исчезают «Продолжительность жизни» спрайта всего около 100 миллисекунд.
Эльфы – венец атмосферных молний. Они появляются на высоте свыше 100 км над земной поверхностью. Обычно эльфы появляются группами, напоминающими круг
Диаметр такой группы может достигать 400 км в поперечнике. Также эльфы могут бить до 100 км в высоту – в самые верхние слои ионосферы. Зафиксировать эльфы крайне сложно, так как «живут» они не дольше пяти миллисекунд. Заснять такое явление можно только при помощи специальных, современных видеоприборов.Как, где и когда можно наблюдать спрайты
Согласно Географической карте гроз, наибольшими шансами увидеть спрайты обладают жители экваториальной и тропической зоны Земного шара. Именно в этой области случается до 78% всех гроз. Жители России также могут наблюдать спрайты. Пик гроз в нашей стране приходится на июль-август месяц. Именно в это время любители астрономии могут увидеть такое красивое явление как спрайты.
Согласно американскому Справочнику наблюдения за спрайтами и гигантскими джетами, для того, чтобы увидеть спрайты, наблюдатель должен находиться на расстоянии примерно 100 километров от эпицентра грозы. Для того чтобы наблюдать джеты, ему следует навести оптику на 30-35 градусов по направлению к грозовой области. Тогда он сможет наблюдать часть ионосферы на высоте до 50 километров, именно в этой области чаще всего появляются джеты. Чтобы наблюдать спрайты, следует навести бинокль на угол 45-50 градусов, что будет соответствовать области неба на высоте около 80 км – месту, где рождаются спрайты.
Для лучшего и более детального изучения спрайтов, джетов, а тем более эльфов, наблюдателю лучше воспользоваться специальной киноаппаратурой, которая позволит детально зафиксировать небесные вспышки. Наиболее удачное время для охоты за спрайтами в России – период с середины июля по середину августа.Интересные факты
Спрайты, как и молнии, встречаются не только на Земле, но и на других планетах Солнечной системы. Предположительно именно спрайты были зафиксированы космическими исследовательскими аппаратами во время сильных штормов на Венере, Сатурне и Юпитере.
Спрайты и эльфы возникают на такой большой высоте из-за сильной ионизации воздуха галактической пылью. На высоте свыше 80 километров проводимость тока в десять миллиардов раз выше, чем в приземных слоях атмосферы.
Название «спрайты» происходит от наименования лесных духов, о которых идет речь в комедии Уильяма Шекспира «Сон в летнюю ночь».
Спрайты были известны человечеству задолго до 1989 года. Люди высказывали разные гипотезы на счет природы этого явления, в том числе и то, что вспышки света являются инопланетными космическими кораблями. И только после того, как Джону Уинклеру удалось снять кадры спрайтов в ионосфере, ученые доказали, что они имеют электрическое происхождение.
Цвет спрайтов, джетов и эльфов разнится от высоты, на которой они появляются. Дело в том, что в околоземной атмосфере сосредоточено больше воздуха, тогда как в верхних слоях ионосферы наблюдается высокая концентрация азота. Воздух горит синим и белым пламенем, азот – красным. По этой причине джеты, которые находятся ниже спрайтов, имеют преимущественно синий цвет, а сами спрайты и, более высокие, эльфы – красноватый оттенок.
«Космическая гроза». Астролог рассказал, чего ждать от февраля
По его мнению, первая декада месяца будет проверять нашу нервную систему на прочность.
Астролог Александр Зараев рассказал Лайфу о том, что принесёт нам февраль с точки зрения звёзд. По его прогнозу, в первых числах месяца могут обостряться конфликты, поэтому следует держать свои эмоции под контролем. Однако с 8 февраля ситуация станет намного лучше.
— Первая декада февраля — это самый напряжённый период всего года. Это некая космическая гроза, которая будет нервную систему проверять на прочность, — отметил эксперт.
Разводы, революции, конфликты. Астролог предупредил об опасностях из-за «соединения» Марса и Урана
В знаке Водолея кроме Солнца в феврале находятся Меркурий, Юпитер и Сатурн, а позже к ним присоединится ещё и Венера. По словам Зараева, всё это и создаёт нервные перегрузки. С 1-го по 7-е число астролог советует контролировать свои чувства и эмоции, чтобы случайно не разрушить то, что было создано. Также он напомнил и о ретроградном Меркурии, который будет влиять практически весь февраль.
— Ретроградный Меркурий задает интровертное представление о мире и поэтому многие люди будут в плену собственных эмоций и иллюзий. Потом уже человек будет более адекватный, — пояснил специалист.
Ранее астролог рассказала Лайфу о том, каким будет 2021 год для разных знаков зодиака. По словам эксперта, год Быка перевернёт всё с ног на голову.
