Загадка красного спрайта: об одном из самых странных видов молний

Нет, это не какая-то новая сладкая газировка. Это природный феномен, который на днях удалось запечатлеть фотографу из США Полу Смиту. В своих соцсетях он поделился снимком необычной молнии красного цвета на фоне падающих Персеид, чем вызвал у пользователей огромный интерес к этому загадочному явлению. Рассказываем все, что известно науке о красных спрайтах.



Снимок американского фотографа Пола Смита: красный спрайт на фоне метеоритного потока Персеиды

Красный спрайт, в отличие от обычной молнии, которую мы привыкли наблюдать в виде зигзагообразной вертикальной линии, представляет собой красно-оранжевое горизонтальное свечение, напоминающее северное сияние. Вспышка длится всего пару миллисекунд, а ее образование зависит от слишком большого числа факторов, отчего ученым долгое время было сложно подтвердить существование этого явления.

Неуловимые красные спрайты

Красный спрайт — это особый вид молнии, возникающий в верхних слоях атмосферы планеты в сильную грозу на высоте около 50-100 километров. Как и все молнии, она вызывается избытком электрического заряда в грозовых облаках, который конкретно в этом случае выбрасывается вверх в ионосферу, а не вниз, на Землю.
Самое раннее письменное описание явления датируется 1886 годом: тогда за ним наблюдал метеоролог Генри Тойнби, но объяснить его в силу отсутствия необходимых технологий он не мог. О том, что именно видел ученый, решил предположить Чарльз Уилсон в 1925 году: согласно его теории, в верхних слоях атмосферы мог произойти электрический пробой. Спустя 31 год он и сам стал свидетелем спрайта и стал еще более уверенным в своей версии.
Ученые несколько десятилетий бились в попытках уловить загадочную красную молнию, и вот, 6 июля 1989 года, это наконец удалось сделать сотрудникам Миннесотского университета. Используя высокочувствительную камеру, они сделали первое изображение спрайта. Назвать феномен было решено в честь мифологических существ — духов воздуха.
Со временем ученые решили объяснять название иначе: согласно другой версии, sprite — это аббревиатура, которая расшифровывается как Stratospheric Perturbations Resulting from Intense Thunderstorm Electrification (стратосферные возмущения, возникающие в результате интенсивной электрификации грозы).Сразу после этого снимка спрайты начали видеть чаще: они регулярно фиксируются не только учеными, но и космонавтами, находящихся на борту МКС, а также фотографами-любителями.



Первый цветной снимок красного спрайта, сделанный в 1994 году

По мере развития технологий, образование природного явления удалось рассмотреть более детально. Так, съемка со скоростью 10 000 кадров в секунду показала, что красные спрайты — это скопления ионизирующих шаров, которые образуются над кучево-дождевым облаком и затем движутся вниз со скоростью 10% от скорости света. Через пару миллисекунд появляется группа таких же шаров, направляющихся вверх. Вместе они начинают выполнять недолгие «танцующие» движения.
Яркий окрас молнии объясняется содержанием в верхних слоях атмосферы азота и слабы атмосферным давлением, а если же явление происходит на низких высотах, то оно способно менять цвет на синий, голубой и даже белый в связи с увеличением давления и количества кислорода.



Красный спрайт над Юго-Восточной Азией, снимок из космоса

Нередко красные спрайты сопровождаются еще одним уникальным явлением — эльфами (ELVES, Emission of Light and Very Low Frequency perturbations due to Electromagnetic Pulse Sources, что переводится как «излучение света и низкочастотные возмущения, вызванные импульсами электромагнитного источника»). Они выглядят как красные диски, которые за долю секунды расходятся на сотни километров вширь.
Увидеть с Земли и эльфов, и спрайты довольно сложно: они появляются на очень большой высоте во время грозовых бурь, когда небо затянуто облаками. Но вероятность такая все-таки есть!