15:08 12 Aprīlis 2021
Tiešraide
  • USD1.1888
  • RUB91.8152
Viedoklis
Saņemt īso saiti
101

Zibens un ziemeļblāzma jau labi izpētīti. Atmosfēras augšējos slāņos rodas arī citas ar elektriskajiem lādiņiem saistītas parādības – spraites, zilās sprauslas, fejas un citi.

Nesen iekārtas starptautiskajā kosmosa stacijā sīki fiksēja interesantu parādību, kam zinātnieki snieguši skaidrojumu. Par to portālā RIA Novosti pastāstīja Vladislavs Strekopitovs.

Zilie džeti – zibeņi, tikai otrādi

Parastie zibeņi rodas negaisa mākoņos atmosfēras apakšējā slānī – troposfērā, 12-16 kilometru augstumā. Tie vērsti lejup, uz zemi. Kad sākās planētas novērojumi no kosmosa, izrādījās, kā arī atmosfēras augšējos slāņos redzamas daudzveidīgas elektriskās parādības.

Vistuvāk zemei ir zilie džeti, jeb zilās sprauslas – dažus simtus milisekunžu ilgi zibeņiem līdzīgi lādiņi. Arī tie rodas negaisa mākoņos, tikai ne pie apakšējās, bet gan augšējās robežas – pēc elektriskā trieciena starp pozitīvi pielādēto mākoņa augšējo daļu un negatīvi lādētā gaisa slāni virs tā.

Первое цветное изображение спрайта, сделанное 4 июля 1994 года с борта самолета во время авиаисследования Sprites94. Красный и синий цвета соответствуют оптическому излучению двух различных электронных состояний возбужденных молекул азота
© Photo Public Domain
Pirmais krāsainais spraites attēls, tapis 1994. gada 4. jūlijā no lidmašīnas pētījuma "Sprites 94" laikā. Sarkanā un zilā krāsa atbilst ierosinātu slāpekļa molekulu divu dažādu elektronu stāvokļu optiskajam izstarojumam

Tūlīt pēc izlādes uzliesmo īss spilgts fragments, ko dēvē par "līderi" – tāpat kā zibenim. Dažkārt, ja izlāde notikusi nelielā augstumā, ar to viss beidzas. Tādas parādības dēvē par "zilajiem starteriem".  Tomēr biežāk sprauslas no līdera izplatās augšup, cauri visai stratosfērai – redzami šauri zilas gaismas konusi.

Fejas un elfi atmosfēras augšējos slāņos

Vēl augstāk, mezosfērā, 50-80 kilometru augstumā spēcīga negaisa laikā parādās sarkani aukstas plazmas lādiņi – spraites (no angļu val. sprite — "feja"). Tie parādās sekundes desmitdaļas pēc ļoti spēcīga zibens spēriena un ilgst nepilnas 100 milisekundes. Spraites vienlaikus izplatās augšup un lejup, sasniedzot 60 km garumu un 100 km diametru.

Nereti spraites dēvē par augstajiem zibeņiem, tomēr viela tajās nesakarst līdz ļoti augstam rādītājam – šajā ziņā tās vairāk līdzinās aukstiem plazmas lādiņiem vai gāzes lādiņam luminiscentajā lampā.

Dažkārt spraites redzamas no zemes – nekustīgos vai debesīs "dejojošos" apaļīgos objektus nereti uzskata par NLO.

Augšdaļā, uz mezosfēras un jonosfēras robežas spraites parasti noslēdzas ar plakanām "cepurēm" – sarkans mirdzums izplatās gredzeniem simtiem kilometru attālumā. Tās dēvē par elfiem – no abreviatūras ELVES (Emissions of Light and Very Low Frequency Perturbations due to Electromagnetic Pulse Sources) – elektromagnētisko impulsu radīts gaismas mirdzums un zemfrekvences perturbācijas".

Молнии и электрические разряды в верхних слоях атмосферы
Zibeņi un elektriskie lādiņi atmosfēras augšējos slāņos

 

Parasti elfi rodas aptuveni simt kilometru augstumā, virs spēcīgām vētrām un ilgst dažas milisekundes. Valda uzskats, ka to mirdzums saistīts ar ierosinātu slāpekļa molekulu izstarojumu, kas saņem enerģiju no negaisā paātrinātajiem elektroniem.

Ar to optisko parādību saraksts nebūt nav izsmelts. Augšējos atmosfēras slāņos ir arī "troļļi", "piksijas", "zaļie spoki" un "rūķi" – vesels daudzkrāsainu parādību zoodārzs.

Speciālisti uzskata, ka tie ir augstuma "zibeņi" ar kopīgu nosaukumu "īslaicīgas gaismas parādības" (TLE) – elektriski inducēti spīdošas plazmas paveidi.

Lielākā daļa no tām nav pietiekami izpētītas – tās ir ļoti retas, ārkārtīgi īsas, turklāt negaisa laikā no novērotāja tās slēpj biezi mākoņi. Zinātnieki pūlējās tās pētīt gan no satelītiem, gan kalnu virsotnēm, tomēr pirmos pilnvērtīgos datus saņēma tikai pēc novērojumiem no orbītas.

2015. gadā EKA astronauts Andreass Mogensens fiksēja virkni zilu uzliesmojumu, tūkstoš metrus platus, 18 kilometru augstumā virs Zemes un 40 kilometrus garu pulsējošu zilu strūklu. Andreasa v

ideo ieraksts, ko viņš nofilmēja, lidojot virs Bengālijas līča, bija pirmā dokumentālā zilo džetu procesa liecība.

SKS iekārtas noskaidroja zilo "zibeņu" dabu

Ar mērķi regulāri pētīt TLE Eiropas kosmiskā aģentūra (EKA) kopā ar Dānijas nacionālo kosmisko centru (DNSC) izveidoja spektroskopisko iekārtu kompleksu ASIM (Atmosphere-Space Interactions Monitor — atmosfēras un kosmosa mijiedarbības monitors). Tas ietver optiskās kameras, fotometrus, ļoti jutīgu submilimetru spektrometru un rentgena un gamma izstarojuma detektorus, kas paredzēti elektrisko lādiņu meklēšanai virs negaisiem atmosfēras augšējos slāņos.

Приборы ASIM, закрепленные на внешней подвеске модуля МКС Коламбус
Iekārtas ASIM pie SKS moduļa "Colambus" ārējās piekares

2018. gadā komplekss tika uzstādīts uz Starptautiskās kosmiskās stacijas moduļa "Colambus" zinātnisko iekārtu ārējās piekares, 2019. gada februārī negaisa zonā virs Klusā okeāna ASIM iekārtas fiksēja piecas izlādes redzamās gaismas zilajā diapazonā, aptuveni desmit mikrosekundes ilgas. Vienas izlādes rezultātā veidojās džets, kas sasniedza stratopauzi – pierobežas slāni starp stratosfēru un mezosfēru 50-55 kilometru augstumā virs jūras līmeņa.

Zinātnieki pirmo reizi ievēroja: no izlādēm, kas rada zilos džetus, tāpat kā no spraitēm, jonosfēras zemākajā slānī izplatās optiskā un ultravioletā izstarojuma loki-elfi, tikai zili, nevis sarkani. Visas piecas izlādes pavadīja tādi koncentriski loki.

Pie tam ASIM gamma detektors konstatēja virs negaisa mākoņiem elektronu-pozitronu kūlīšus – gamma starojumu izmešus, ko ģenerēja enerģētiskie elektroni un to antidaļiņas – pozitroni.

Nesenajā rakstā izdevumā Nature zinātnieki apkopoja pētījumus un apstiprināja versiju par to, ka zilie džeti rodas tādos pašos procesos, kas noved pie parasto zibeņu veidošanās. Pēc būtības, tie ir kanāli atmosfērā, un pa tiem noplūst elektriskais lādiņš. Pēc raksta autoru domām, džetu krāsa ir saistīta ar slāpekļa molekulu jonizāciju: mirdzums nevis spektra sarkanajā daļā, bet violeti-zilajā saistīts ar to, ka lielā augstumā spiediens ir zemāks un elektronu deaktivācija sadursmēs nav tik efektīva.

Džetus un elfus no SKS novēro arī Krievijas aparatūra eksperimenta "UV atmosfēra" ietvaros. Tai ir kamera ar 2,5 mikrosekunžu pagaidu izšķirtspēju, tāpēc iekārtu jutīgums ir aptuveni simtkārt lielāks nekā Eiropas aparātiem.

Maskavas valsts universitātes Kodolfizikas ZPI laboratorijas vadītājs Pāvels Kļimovs sarunā ar RIA Novosti atzīmēja, ka Krievijas aparatūra pirmo reizi reģistrējusi dubultos un trīskāršos elfus – kad divi vai trīs gredzeni izplatās viens pēc otra. Novērojumu rezultāti vēl netiek publicēti.

Galvenie temati