Десятилетиями пилоты рассказывали о странном зрелище: прямо над грозовыми тучами они замечали гигантские алые фигуры, похожие на медуз со щупальцами. В научных кругах такие истории очень долго списывали на оптические иллюзии. Только в 1989 году ученые случайно поймали необычный феномен на видео, явление назвали спрайтами.
Откуда берутся красные молнии
Обычная молния бьет из облака вниз — в землю или соседнюю тучу. Спрайт работает с точностью до наоборот.
Когда внизу происходит мощный удар молнии с положительным зарядом («земля — облако»), из нижней части тучи уходит огромный объем электричества. В этот момент в верхней части облачной системы создается гигантский дисбаланс потенциалов.
Сформированное электрическое поле устремляется вверх — в ионосферу и мезосферу, на высоты от 50 до 90 километров. На этой высоте воздух невероятно разрежен.
Почему молнии красные
Потрясающий яркий цвет и специфическая форма спрайтов объясняются химическим составом и плотностью атмосферы на больших высотах.
-
Свечение азота. В мезосфере практически нет кислорода и водяного пара, зато много молекулярного азота. Быстрые электроны, разогнанные мощным полем, сталкиваются с молекулами азота и возбуждают их. При возвращении в обычное состояние азот излучает именно красный и багровый свет. Похожий принцип работает в неоновых вывесках.
-
Форма «щупалец». В верхней части разряда атмосфера разрежена сильное, поэтому там образуется широкая светящаяся «шапка». Опускаясь ниже, в более плотные слои воздуха, разряд распадается на тысячи тонких стримеров — «щупалец», которые окрашиваются в синеватые тона из-за возрастающего давления.
Один такой спрайт может достигать 50 километров в длину и до 50 километров в диаметре. По объему эта конструкция легко накрывает крупный мегаполис.
Красные молнии очень редки
Несмотря на колоссальные размеры, поймать спрайт с поверхности Земли очень сложно. Спрайт существует всего от 1 до 10 миллисекунд. Человеческий глаз воспринимает его лишь как смутную мгновенную вспышку.
Кроме того, спрайты формируются прямо над грозовым фронтом. Если вы находитесь под эпицентром грозы, плотные тучи полностью перекроют вам обзор.
Чтобы сфотографировать спрайт, фотографы уезжают за сотни километров от грозового фронта и ведут съемку горизонта с помощью сверхчувствительных высокоскоростных камер.
Сегодня главное место для их изучения — Международная космическая станция, с борта которой «космические медузы» видны во всем величии.
