"Sprite", "elfes", "ruisseaux bleus" - ces étranges noms semi-mystiques que les scientifiques ont surnommés les phénomènes atmosphériques les plus rares de notre planète. Mystérieuse lueur de plasma vivant en millièmes de seconde et s'étendant sur des centaines de kilomètres. Il est presque impossible de voir ces fantômes atmosphériques: ils sont si rares et impétueux. Leur monde est si haut au-dessus du sol qu'il borde l'espace proche, et la nature n'est pas entièrement comprise. Mais ils sont bien réels et vraiment beaux.
Si étrange, si familier
Pendant des siècles, les gens ont remarqué des lumières mystérieuses haut dans le ciel - belles, presque divines, parfois étranges et effrayantes. Dans l'ancien temps, ils étaient assimilés aux intrigues des mauvais esprits ou à l'édification divine des mortels.
petit humain, c'est pourquoi les vénérables scientifiques ne voulaient pas perdre de temps sur des absurdités superstitieuses et les ignoraient tout simplement. Ce n'est que dans la seconde moitié du XXe siècle que les scientifiques se sont vraiment intéressés à eux.
Les pilotes et les cosmonautes ont parfois observé certaines substances, semblables à des rayons, battant dans l'espace, des boules, des fontaines et des anneaux de diffusion de lumière, mais la rareté et la fugacité de ces phénomènes sont devenues un obstacle insurmontable à l'étude de leur nature. Ils étaient souvent confondus avec des ovnis. Pour la première fois, l'un des phénomènes (vraisemblablement des sprites) n'a été enregistré qu'en 1989, puis par accident. Le 6 juillet, des physiciens de l'Université du Minnesota (États-Unis) ont testé un nouvel équipement - une caméra très sensible pour étudier le ciel étoilé. Par pur hasard, d'étranges fusées éclairantes en forme d'entonnoir générées par un orage éloigné ont frappé l'objectif. Ils n'ont duré que quelques millisecondes, mais l'ampleur des phénomènes inconnus de la science a choqué l'imagination - chaque flash s'étendait sur au moins 30 km. Ces moments ont été le début d'une chasse à grande échelle aux fantômes célestes.
Les premières images claires de lumières atmosphériques ont été obtenues seulement une décennie et demie plus tard - en 2005 - à l'aide d'un appareil photo spécial avec une vitesse de prise de vue de 5000 images par seconde. Avec l'accumulation de matériel factuel, il est devenu clair que la lueur n'est pas du même type, ils peuvent être classés. Les scientifiques ont donc découvert des boules en forme de méduses "sprites", rappelant les rayons bleuâtres "jets bleus (jets)", les fontaines rouges "tigres" et les anneaux éphémères des "elfes".
Les orages violents sont une condition préalable à la survenue d'incendies atmosphériques. La plupart d’entre eux sont observés dans la mésosphère à une altitude de 50 à 130 km, tandis que la foudre ordinaire ne se «ramasse» presque jamais au-dessus de 16 km. Sans parler du fait que la lueur du plasma à haute altitude est vraiment énorme. Vivant pendant une fraction de seconde, ils peuvent atteindre des centaines de kilomètres - des dizaines de fois plus longs que la foudre linéaire. Ils sont incroyables, ne serait-ce que parce qu'ils ne peuvent pas être classés comme des éclairs ou des aurores boréales. Ce sont des phénomènes d'une nature complètement différente.
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Passons à la terminologie. Qu'est-ce que la foudre? C'est une décharge d'étincelle à haute énergie, chaude et destructrice. L'aurore est une lueur de faible énergie des couches supérieures de l'atmosphère qui se produit lorsque la magnétosphère terrestre interagit avec des particules du vent solaire, un flux de particules chargées émises par le Soleil.
La foudre ordinaire peut facilement tuer une personne, mais les aurores ne peuvent nuire que par le rayonnement cosmique qui l'accompagne, dont les habitants de la Terre sont protégés en toute sécurité par le champ magnétique qui entoure notre planète comme un bouclier. Les phénomènes considérés sont fondamentalement différents. Grosso modo, les lumières atmosphériques sont appelées éclairs de haute altitude, bien qu'en réalité elles ne le soient pas. La différence entre les deux est la même qu'entre la lampe à plasma décorative et l'arc d'une machine à souder. Comme les aurores boréales, elles sont des décharges de plasma froid. Mais contrairement aux aurores boréales (aurores boréales), elles peuvent être observées n'importe où dans le monde, et elles ne surviennent pas sous l'influence des rayons de l'extérieur - elles sont générées par la planète elle-même.
«Il est généralement admis que le temps que nous voyons tous les jours et les processus dans la haute atmosphère existent d'eux-mêmes», déclare Karen Fox, employée de la NASA. «L'existence de la foudre à haute altitude prouve que les deux sphères proches de la Terre sont interconnectées, et il reste à voir comment l'énergie est échangée entre elles.
Sprites
Historiquement, les sprites sont devenus les premiers oiseaux de la future galaxie de la lueur du plasma atmosphérique. Les sprites (du sprite anglais - "fairy") sont des flux sphériques colossaux de plasma ionisé qui surgissent sur les fronts d'orage et sont dirigés verticalement vers le haut. Extérieurement, ils ressemblent à des éclairs d'éclat rouge-orange ou bleu, se divisant en un «corps», de nombreuses «branches» inférieures et de courtes «bougies» dirigées vers le haut. Pour cette raison, ils sont parfois comparés à des méduses, qui dispersent leurs gracieuses tentacules dans le ciel. Les sprites rouges, dépourvus d'épaississement en forme de boule, sont parfois appelés "tigres", mais ce n'est pas tout à fait vrai. Les tigres apparaissent généralement à des altitudes plus basses, diffèrent par leur luminosité et ont une structure externe différente.
Les sprites apparaissent généralement en groupes, formant des grappes d'anneaux, et font des mouvements de «danse» de haut en bas, c'est pourquoi ils ont été nommés d'après des fées - des créatures lumineuses ludiques qui, selon de vieilles légendes, aimaient se rassembler dans les clairières et danser, arrangeant un jeu difficile. danse ronde.
Depuis le sol, les sprites apparaissent généralement comme de petites lumières colorées dans le ciel, mais en réalité, ils sont énormes. La hauteur et la portée auxquelles il devient possible d'observer les lumières déforment l'échelle réelle de leur grandeur. Même le sprite le plus modeste mesure 60 km de long et 100 km de diamètre.
Jusqu'à récemment, l'étude des méduses à plasma n'était possible qu'à l'aide de caméras au sommet des montagnes, mais les données obtenues étaient rares et peu fiables. Aujourd'hui, l'équipement nécessaire est situé sur l'ISS, ce qui permet d'observer d'énormes fusées éclairantes s'échappant des nuages sans interférence. Avec l'aide d'ASIM (Atmospheric Space Interaction Monitor), l'Agence spatiale européenne espère trouver des modèles dans la fréquence d'occurrence des sprites et enfin comprendre leur nature.
Elfes
Les elfes deviennent souvent les compagnons des lutins dans le ciel. Ne vous laissez pas berner par ce nom, il a été inventé de nombreuses années après que le monde a cessé de croire aux miracles. "Elf" est une transcription gratuite d'ELVES, Emission of Light and Very Low Frequency Perturbations due to Electromagnetic Pulse Sources, qui signifie littéralement "émission de lumière et de perturbations à très basse fréquence dues à une impulsion d'une source électromagnétique". Ce sont les contes de fées modernes.
Les elfes ionosphériques rayonnent des anneaux rougeâtres qui se propagent comme le bord d'une onde de choc. Ils apparaissent autour des sprites et surtout des tempêtes puissantes à des altitudes supérieures à 100 km. Leur vie est éphémère - seulement quelques millisecondes.
Les scientifiques pensent que le mécanisme de leur lueur est associé à l'émission de molécules d'azote excitées, qui reçoivent l'énergie d'électrons accélérés en raison des décharges dans la tempête sous-jacente. Ce qui les relie aux sprites et s'il existe un modèle pour leur coexistence n'est toujours pas clair.
Jets bleus
Un autre phénomène est celui des jets bleus. Ils se forment également lorsque des électrons sont retirés des nuages d'orage, mais contrairement aux sprites, qui nécessitent un courant lent et lent, les jets ont besoin d'une impulsion directionnelle plus puissante. De tous les effets de plasma, les jets bleus forment le plus bas, directement au-dessus des nuages d'orage. Né dans des centres de tempête actifs, les jets atteignent une hauteur de 40 à 50 km à une vitesse d'environ 100 km / s, où ils commencent à se dissiper et à s'estomper progressivement. Ils «vivent» plus longtemps que les sprites, mais ils sont aussi moins souvent observés, ce qui complique considérablement leur étude. On ne sait pas avec certitude s'il s'agit d'une forme de foudre à haute altitude ou de phénomènes plasmatiques mésosphériques. Les scientifiques ont tendance à favoriser ce dernier, mais il reste à en trouver des preuves.
Steves
Les connaissances sur les incendies atmosphériques sont encore extrêmement rares. Une autre preuve en est la découverte récente d'un nouveau type de rayonnement. En 2017, Chris Ratzlaff, membre du groupe de recherche amateur aurorale Alberta Aurora Chasers, a observé des stries de lumière atypiques dans le ciel nocturne. Chris et ses associés pensaient que cet effet était causé par une aurore chargée positivement et l'appelaient "arcs de protons". Lorsque les photographies d'amateurs sont tombées entre les mains d'un professeur de physique de l'Université de Calgary (Canada) Eric Donovan, il s'est avéré qu'un phénomène inconnu de la science était caché derrière un trait apparemment banal sur fond d'étoiles. En utilisant les données du satellite Swarm, Donovan a découvert que la lueur était causée par un ruban de gaz de 25 kilomètres chauffé à 3000 ° C, situé à une altitude de 300 km et se déplaçant à une vitesse de 6 km / s. Contrairement à ses homologues rapides, il peut durer plus d'une heure et est de nature saisonnière, apparaissant principalement de mars à septembre. La découverte a été nommée "Steve" d'après l'abréviation Strong Thermal Emission Velocity Enhancement (de l'anglais. "High-temperature accelerating radiation"). Plus précisément, c'est le contraire. L'abréviation scientifique sèche a ensuite été ajustée artificiellement au nom d'origine donné au phénomène par le découvreur. Ratzlaff a baptisé la lueur Steve comme une blague, citant le dessin animé "The Woodsmen", où les héros rencontrent quelque chose d'inconnu et décident de le nommer "Steve". Plus précisément, c'est le contraire. L'abréviation scientifique sèche a ensuite été ajustée artificiellement au nom d'origine donné au phénomène par le découvreur. Ratzlaff a baptisé la lueur Steve comme une blague, citant le dessin animé "The Woodsmen", où les héros rencontrent quelque chose d'inconnu et décident de le nommer "Steve". Plus précisément, c'est le contraire. L'abréviation scientifique sèche a ensuite été ajustée artificiellement au nom d'origine donné au phénomène par le découvreur. Ratzlaff a baptisé la lueur Steve comme une blague, citant le dessin animé "The Woodsmen", où les héros rencontrent quelque chose d'inconnu et décident de le nommer "Steve".
L'existence même de ces fantômes éphémères apparemment simples peut changer la compréhension scientifique de l'atmosphère et des phénomènes électromagnétiques de notre planète. La terre n'est pas simplement un morceau de roche magnétisé recouvert d'une couche de mélange gazeux. C'est pratiquement un organisme vivant, un monde d'interactions fondamentales complexes qui durent une fraction de moment, mais qui existent depuis des milliards d'années. Même avec le niveau actuel de développement technologique, les scientifiques ont très peu appris sur la lueur atmosphérique du plasma. Presque rien. En ce moment, des phénomènes étonnants se déroulent au-dessus de nos têtes, prouvant que si quelque chose semble «trop simple», alors nous n'y comprenons toujours rien.
Magazine: Secrets de l'Univers №2 (147). Auteur: Kirill Rogachev
