Físicos rusos se acercan a resolver un misterioso fenómeno

Los verdaderos cazadores de destellos de gran Altitud – los "espíritus del aire" (o sprites) del Instituto de física aplicada de la Academia de Ciencias de Rusia, recrearon el objeto de su estudio en el laboratorio. En una pequeña cámara de vacío, capturaron un "espíritu" fugaz que duró centésimas de segundo, similar a los que generalmente ocurren a altitudes superiores a 50 kilómetros sobre la Tierra, sobre nubes de tormenta. Acerca de qué otras "entidades" pueden aparecer en el cielo, por qué es necesario investigarlas, conversamos con el autor del proyecto, el candidato de las Ciencias físico-matemáticas Andrei Yevtushenko.

Hace 30 años, quien describió tales fenómenos podría llamarse un bicho raro, porque pocas personas creían en la existencia de "sprites" (del latín spiritus – "espíritu"), elfos y otros personajes de cuentos de hadas atmosféricos. Hay dos razones por las que las extrañas erupciones a gran Altitud han logrado esconderse de los científicos durante mucho tiempo. En primer lugar, son casi imposibles de ver con un simple ojo, porque son de muy corta Duración, es decir, ocurren en 10-15 milisegundos, que es más fugaz que el cambio del fotograma 25. En segundo lugar, parpadean solo en el otro lado de las nubes, y para fijarlas con la cámara de alta velocidad, también es necesario encontrar una posición conveniente, por ejemplo, para encontrarse accidentalmente en un avión que vuela sobre las nubes. En tercer lugar, las cámaras de video modernas capaces de "atrapar" estos increíbles flashes aparecieron relativamente recientemente. 

El primero en descubrir destellos de gran Altitud es el profesor John Randolph Winkler, un veterano de 73 años de la NASA. Sucedió en 1989. El científico dirigió la cámara de video a las nubes de tormenta, y luego, mirando la película fotograma a fotograma, descubrió destellos brillantes que, a diferencia de los rayos normales, ocurrieron sobre las nubes. El "Show" tuvo lugar entre 14 y 40 kilómetros sobre la superficie de la Tierra.

Después de que el descubrimiento de Winkler fue confirmado por otros investigadores, comenzó un auge en la investigación en el campo. Pronto se descubrió que los" habitantes " del Reverso de las nubes eran numerosos: se clasificaron (a medida que aumentaba la altura de su formación y forma) en jets, sprites, halos y elfos.

- Andrei Alexandrovich, veamos primero todos estos fenómenos, ¿en qué se diferencian entre sí?

Empecemos por los que están por debajo de todos los demás. Estos son jets (del Inglés "jet" - Jet): destellos de gran Altitud, que también se llaman rayos, por el contrario, que se descargan de la nube no hacia la tierra, sino hacia el cielo. Los jets se caracterizan por un color azul (depende de la densidad de la atmósfera a las altitudes donde se producen las llamaradas). Los jets se dividen en arrancadores azules que "disparan" hasta 20-25 kilómetros hacia arriba, jets clásicos que alcanzan los 50 kilómetros y jets gigantes que pueden extenderse hasta 90 km). En altitudes de 50 a 90 km, aparecen sprites que ya tienen colores rojos o rosados. Estos destellos dependen directamente del rayo normal principal (son como su eco desde la parte posterior de la nube de tormenta). También son diferentes. Por su parecido externo con las medusas, cuyos " tentáculos "se dirigen hacia el Suelo, se les llama"Jellyfish sprite". Otros se parecen más a una zanahoria: "Carrot sprite". También hay un Halo, un resplandor difuso y difuso que se forma en lugar de un Sprite.  Por último, los elfos. También ocurren a grandes altitudes de aproximadamente 85-90 km, son de color rojo y representan la reacción de la atmósfera al pulso electromagnético proveniente de la descarga de un rayo normal. "Elfo" es aún más difícil de detectar que los jets y sprites: ocurre, en promedio, en un milisegundo. Pero gracias a las cámaras de alta velocidad que las filmaron, sabemos que es un anillo radialmente divergente a altitudes de aproximadamente 90 km, una especie de carnero luminoso en expansión.

- ¿Por qué elegiste los sprites como el objeto de tu investigación?

Son más frecuentes que otros fenómenos. Además, nuestro trabajo en el desarrollo de un mapa de sprites y su modelado no comenzó en el Suelo, antes de eso, investigamos los rayos y las corrientes normales que ocurren en la atmósfera. Y los sprites dependen directamente de ellos (lo que no se puede decir de los jets que nacen por sí mismos).

- Cuéntanos sobre la simulación de sprites en condiciones de laboratorio. ¿Cómo lo hiciste?

"Construimos una cámara de vacío de 4 metros cúbicos, colocamos dos electrodos en ella para reducir el potencial y creamos una presión cercana a la que se produce en la mesosfera, donde nacen los sprites naturales (es varios miles de veces más pequeña que la que vivimos tú y yo). Pero la sutileza es que, en la naturaleza, la presión en diferentes partes de la propagación de la descarga es diferente. Por lo tanto, los sprites toman la forma de medusas, zanahorias. Y para lograr la similitud, también nos propusimos un objetivo: crear caídas de presión en nuestra instalación.  

- ¿Y qué Sprite terminaste? 

- El nuestro parecía una zanahoria.

¿Dónde se pueden encontrar más sprites en la naturaleza?

- Varias erupciones a gran Altitud son más comunes en los trópicos y subtrópicos, donde ocurren los eventos de convección más activos (intercambio de calor vertical activo en la atmósfera — Aut.). Estos son el Caribe, el sudeste asiático, África, el Mediterráneo.

- ¿Es imposible arreglar un Sprite en Rusia?

- A veces se encuentran en nuestras latitudes. Un colega mío una vez tomó una foto de un Sprite de Moscú. Es cierto que la nube sobre la que surgió estaba en ese momento aproximadamente sobre Tver.

¿Cómo es posible detectar el Flash a esa distancia?!

- Tales eventos solo de esta manera y "atrapan". Para atrapar un Sprite (o Jet), debes estar donde no haya tormentas eléctricas y cielos despejados sobre tu cabeza. Es necesario mirar donde a una distancia de aproximadamente 100-200 km hay una poderosa actividad de tormenta eléctrica. Entonces habrá altas posibilidades de que una cámara altamente sensible elimine el Sprite.