Таємничі сяйва над Землею: вчені розкрили несподівану знахідку

На звичних грозових фронтах з грюкотом грому і блискавками давно звикли люди, але на висоті близько 90 км над поверхнею Землі виникають унікальні електричні явища, що мають різнобарвне світіння. Вони спостерігаються в розрідженому шарі атмосфери і доступні для спостереження навіть з орбіти Міжнародної космічної станції (МКС). Ці явища отримали назву транзиентних світлових подій. Найбільш відомими серед них є сині струмені, червоні спрайти, фіолетові ореоли та ультрафіолетові кільця.

Довгий час ці короткочасні явища залишалися майже непоміченими науковцями. Виникнення МКС надало унікальну можливість проводити систематичне спостереження, що значно підвищило рівень знань про ці рідкісні процеси у верхніх шарах атмосфери.

Нові відкриття вчених

З 2018 року на зовнішній платформі МКС почала працювати мобільна обсерваторія ASIM, мета якої — відстеження взаємодії атмосфери з космічним середовищем. Основне завдання обладнання — фіксувати короткі спалахи електричної активності, які за розміром менші за ніготь і тривають лише кілька мілісекунд. Раніше через такі характеристики їх було складно спостерігати.

Обладнання обсерваторії, включно з високошвидкісними камерами та фотометрами, перевершило очікування дослідників. У 2025 році за допомогою ASIM отримано детальне зображення одного з найбільш вражаючих явищ — "червоного спрайта", який виникає над хмарами внаслідок інтенсивної електричної активності під час грози.

"Червоний спрайт" являє собою короткочасне явище в мезосфері. Воно триває близько десяти мілісекунд і нагадує перевернуту медузу. Сині струмені, у свою чергу, є швидкими викидами електричної енергії, що спрямовуються від верхівок грозових хмар у стратосферу. Через велику швидкість і висоту їх спостереження раніше було майже неможливим, однак технології ASIM дозволяють фіксувати ці явища з орбіти.

Невидимі загрози та технологічний вплив

Виявлено, що окремі розряди, подібні до блискавок на гребенях грозових хмар, можуть переносити електромагнітну енергію в іоносферу Землі, утворюючи великі ультрафіолетові кільця. Ці кільця здатні підсилювати заряд іоносфери на сотні кілометрів, що може порушувати роботу радіосигналів на великих відстанях.

Дослідження транзиентних світлових подій є важливими для розробки технологій і алгоритмів, що можуть попереджати операторів електричних мереж про потенційну небезпеку для ліній електропередач під час гроз. Енергія таких спалахів може бути достатньою для опромінення авіапасажирських літаків, створюючи ефект, схожий на рентгенівське випромінювання.

Для детального вивчення цих процесів Японське агентство аерокосмічних досліджень разом з університетами запустило супутник Light-1, розміщений на МКС. Супутник фіксує спалахи над екваторіальними штормовими системами та співставляє їх з даними глобальних мереж спостереження за блискавками, що дозволяє створювати 3D-карти зон активності гамма-випромінювання.

Наукове значення

Спостереження транзиентних світлових подій сприяють розвитку атмосферної фізики та космічної науки, дозволяючи глибше зрозуміти взаємодію космічних та атмосферних процесів. Вивчення цих явищ важливе для створення систем раннього попередження природних катастроф та для вдосконалення технологій захисту від радіаційних спалахів. Ці знання мають пряме значення для безпеки людей, зокрема пасажирів авіарейсів, та надійної роботи технічних систем на Землі.