22.01.2021
Василий Парфенов
2 955

С МКС удалось зафиксировать рождение редчайших голубых джетов и «эльфов» в грозовых облаках

6.6

Говоря об атмосферном электричестве люди, как правило, подразумевают привычные грозовые либо полумифические шаровые молнии. Однако на большой высоте, над облаками, изредка наблюдаются иные разряды не до конца ясной природы. Специальное оборудование на МКС зафиксировало одно из таких явлений и приблизило ученых к пониманию так называемых ионосферных молний.

С МКС удалось зафиксировать рождение редчайших голубых джетов и «эльфов» в грозовых облаках
Вид на грозу в атмосфере Земли с борта МКС / ©ESA, NASA

Комплекс приборов под названием Монитор взаимодействий между атмосферой и космосом (Atmosphere-Space Interactions Monitor, ASIM) был создан по заказу Европейского космического агентства. Его установили в 2018 году на внешней подвеске научного оборудования модуля Columbus Международной космической станции (МКС). В набор ASIM входят два модуля с научными инструментами: пара детекторов земных гамма-всплесков (MXGS) и оптический телескоп с фотометрами нескольких длин волн (MMIA).

Первым значительным результатом его работы стало наблюдение голубых джетов и сопутствующих им эффектов в феврале 2019 года. Изучение полученных во время этого события данных заняло более года. Научная статья с анализом ценнейшей информации о редком явлении была опубликована в журнале Nature 20 января. Ее подготовили астрофизики из Национального космического института Дании (DTU Space), занимающиеся изучением атмосферного электричества с помощью ASIM.

В научной работе описаны пять вспышек в синем диапазоне видимого света длительностью около 10 микросекунд каждая. Они произошли в грозовой ячейке над Тихим океаном и одна из вспышек привела к образованию джета, достигшего стратопаузы (50-55 километров). Примечательно, что все пять разрядов сопровождались появлением «эльфов» в ионосфере (50-100 километров). Полученным оптическими приборами данным сопутствовали радиосигналы в диапазоне от трех до трехсот мегагерц.

На основе собранной информации ученые сделали ряд выводов о природе молний в верхних слоях атмосферы. В частности, подтвердилась версия, согласно которой синие джеты возникают в результате примерно тех же процессов, что вызывают обычные молнии. Также удалось уточнить характеристики лидера таких молний. И вспышки и возникший в результате одной из них джет — волны ионизации в атмосфере, по которым стекает заряд. Связь вышеописанных явлений с гораздо более высокими «эльфами» в работе датских ученых не рассматривалась.

С МКС удалось зафиксировать рождение редчайших голубых джетов и «эльфов» в грозовых облаках
Расположение ASIM на внешней подвеске модуля Columbus / ©NASA

Электрические явления в верхних слоях атмосферы слабо изучены и привлекают массу внимания физиков со всего света. Они краткосрочны и сильно различаются в зависимости от высоты. Из них ближе всего к земле синие стартеры (Blue starters), которые возникают над грозовыми облаками на высотах вплоть до 20 километров. Считается, что это «недоразвитые» синие джеты (Blue jets). Чуть выше проявляются красные спрайты (Sprite), наиболее заметные из всех подобных оптических феноменов. Эти атмосферные разряды возникают на высотах от 50 до 90 километров и могут достигать поистине исполинских размеров — вплоть до 50 километров в поперечнике. Иногда спрайты сопровождает гало, похожее на шляпку гриба.

Наконец, одни из самых загадочных — «эльфы». Их название происходит от аббревиатуры ELVES, что расшифровывается, как «источники светового излучения и низкочастотных возмущений в результате электромагнитного импульса». Эти явления достигают в диаметре четырех сотен километров и возникают на высоте около ста километров. Список оптических феноменов, связанных с электрическими разрядами в верхних слоях атмосферы на этом не заканчивается. Есть еще «тролли» (TROLL), «феи» (Pixie), «призраки» (Ghost) и «гномы» (Gnome), но их природа понятна еще меньше. Наиболее удобным местом для изучения такого «зоопарка сказочных существ» стала МКС и благодаря инструментам ASIM можно надеяться на скорый прогресс в этом деле.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Предстоящие мероприятия
Позавчера, 16:42
Илья Ведмеденко

Украина, вероятно, потеряла недавно запущенный космический аппарат «Сич-2-30». Пока с ним нет устойчивой связи — или совсем никакой.

25 января
Александр Березин

Океаны на нашей планете не могли возникнуть сразу после ее появления: здесь было слишком жарко. Однако попытки объяснить их «кометным завозом» не удались, изотопный состав нашей воды не такой, как в кометах. До самых недавних пор оставалось неясным, откуда же тогда она появилась, сделав возможной земную жизнь?

Позавчера, 13:43
Александр Березин

Пока Германия закрывает свои последние реакторы, КНР планирует ввести 150 новых атомных энергоблоков в ближайшие 15 лет. И часть из них будет вырабатывать совсем не электричество, а нечто, многократно более востребованное нашей цивилизацией: тепло. На отопление человечество тратит намного больше энергии, чем на электроэнергетику, а отапливаться от солнечных батарей и ветряков не выйдет наверняка. Несколько процентов от выработки электроэнергетики и сегодня уходят на отопление — но более 90% нужды в тепле покрывает не она, а обособленная от нее теплоэнергетика, в виде котельных в жилых кварталах и газовых котлов в отдельно стоящих домах. Заменить эти источники одной электроэнергией невозможно: от нее тепло будет выходить в несколько раз дороже.

24 января
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

21 января
Илья Ведмеденко

Заслуженные штурмовики A-10 и Су-25, которым дали прозвища «Бородавочник » и «Грач» соответственно, много десятилетий стоят на службе в Соединенных Штатах и России. Страны избрали разные подходы к модернизации этих самолетов, и сегодня Naked Science постарается понять, какой из них больше соответствует требованиям XXI века.

23 января
Илья Ведмеденко

(16) Психея – одно из самых необычных небесных тел в Поясе астероидов. Она может дать людям не только понимание о происхождении планет, но и невероятные по своим объемам ресурсы. Правда, придется подождать: миссия по исследованию астероида находится лишь в самом начале долгого и сложного пути.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

20 января
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

24 января
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: