Что такое «спрайты» и «эльфы»: гигантские цветные молнии, которые бьют вверх из грозовых облаков
Долгое время рассказы пилотов о гигантских вспышках света над грозовыми облаками считались байками или зрительными иллюзиями. Однако в 1989 году ученым из Университета Миннесоты случайно удалось заснять это явление на камеру. Так мир узнал о существовании кратковременных световых явлений (Transient Luminous Events, TLEs) — целого семейства высотных электрических разрядов, которые происходят на высоте от 50 до 95 км, далеко над «макушками» гроз. Самые известные из них носят сказочные имена — «спрайты» и «эльфы».
Спрайты — это самые зрелищные из этих явлений. Они представляют собой огромные, но очень тусклые вспышки красного цвета, которые появляются на долю секунды. Спрайт может достигать 50 км в высоту и 50 км в ширину. По форме они часто напоминают гигантских медуз или морковки: с яркой «головой» наверху и уходящими вниз синеватыми «щупальцами». Они почти всегда возникают группами и связаны с очень мощными «позитивными» ударами обычных молний, которые бьют из облака в землю. Этот мощный разряд создает кратковременное электрическое поле над грозой, которое и вызывает свечение азота в верхних слоях атмосферы.
Эльфы — еще более неуловимые и масштабные явления. Они выглядят как гигантские, быстро расширяющиеся кольца тусклого красного света диаметром до 400 км, которые вспыхивают на высоте около 100 км всего на одну тысячную долю секунды. Их название — это акроним от Emission of Light and Very Low Frequency perturbations due to Electromagnetic Pulse Sources (Излучение света и очень низкочастотные возмущения из-за источников электромагнитного импульса). Эльфы рождаются, когда электромагнитный импульс от мощного удара молнии достигает ионосферы, возбуждая молекулы азота и заставляя их светиться.
Помимо спрайтов и эльфов, существуют и другие виды высотных разрядов, например, «голубые джеты» — узкие конусы синего света, которые «выстреливают» из верхушек грозовых облаков вверх на высоту до 40−50 км.
Почему эти явления так важны для науки? Они доказывают, что атмосфера Земли — это единая электрическая система, где процессы в нижних слоях (тропосфере) напрямую связаны с процессами в верхних (ионосфере). Изучение спрайтов и эльфов помогает лучше понять глобальную электрическую цепь нашей планеты и ее влияние на химию атмосферы.
Увидеть эти «небесные фантомы» с Земли почти невозможно из-за их тусклости и облаков. Лучше всего они видны с борта самолетов, летящих на большой высоте, или с Международной космической станции. Каждая новая фотография этих явлений — большая удача и ценный научный материал, который приоткрывает завесу тайны над удивительным и сложным миром электричества нашей планеты.
