Tajemnicze błyskawice, które widać z kosmosu. Naukowcy coraz bliżej rozwiązania zagadki

Błyskawice są jednym z najbardziej spektakularnych i jednocześnie tajemniczych zjawisk pogodowych. Zwłaszcza jeśli dochodzi do nich dużo wyżej niż w przypadku standardowych wyładowań atmosferycznych oraz chmur burzowych.

Do 1990 roku naukowcy nie mieli konkretnych dowodów na istnienie niezwykle rzadkiego rodzaju pioruna tzw. blue jet (błękitna smuga), który pojawia się w troposferze. Dopiero nagrania ze statku kosmicznego NASA pozwoliły naukowcom, potwierdzić jego występowanie.

Błękitne smugi można zazwyczaj dostrzec na wysokości około 15-18 km. Sięgają 40-50 km nad ziemię, a niektóre z nich nawet 80 km. Ich niezwykłość polega na tym, że te jaskrawe błyski światła, trwające zaledwie kilkaset milisekund są błyskawicami biegnącymi w górę od chmur do stratosfery.

Zjawisko bardzo trudno zaobserwować ze względu na obszar jego występowania. Nie jest to jednak niemożliwe. W tym celu naukowcy wykorzystują Międzynarodową Stację Kosmiczną, która krąży około 400 kilometrów nad naszą planetą. Nie tak dawno trafiły na nią specjalne urządzenia, umożliwiające obserwację tych odwróconych błyskawic.

To za sprawą zaawansowanych rozwiązań technologicznych błękitne smugi przestają być tak tajemnicze. Mowa tutaj przede wszystkim o czujnikach optycznych, fotometrach i detektorach promieniowania gamma oraz X, które w 2018 roku zamontowano w obserwatorium ISS.

Czujniki optyczne wysyłają wiązki promieni świetlnych dzięki specjalnemu nadajnikowi i odbierają je poprzez odbiornik. W ten sposób wyłapują obiekty znajdujące się na drodze przebiegu wiązki światła. Fotometr pozwala na pomiar natężenia światła. Z kolei detektory promieniowania wykrywają kwanty promieniowania elektromagnetycznego o różnych długościach fali.

Dzięki urządzeniom z ISS naukowcy zarejestrowali pięć niebieskich błysków ze szczytu chmury burzowej, z których jedno zakończyło się pojawieniem tzw. blue jets wysoko w stratosferze. Według zespołu naukowców pod kierunkiem fizyka Torstena Neuberta z Duńskiego Uniwersytetu Technicznego te rzadkie przebłyski dostarczają cennych informacji na temat początku tajemniczych wyładowań.

Uważa się, że blue jets powstają, gdy dodatnio naładowany szczyt chmury napotyka warstwę ujemnego ładunku na granicy chmury i warstwy powietrza powyżej. To z kolei doprowadza do pojawienia się przebicia elektrycznego, które tworzy niewidzialny kanał przewodzący zjonizowane powietrze, wzdłuż którego przemieszcza się piorun.

W dniu 26 lutego 2019 roku obserwatorium ASIM (Atmosphere-Space Interactions Monitor), mieszczące się na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, zarejestrowało pięć wspomnianych niebieskich błysków. Każdy z nich posiadał długość około 10 mikrosekund i pojawił się na szczycie chmury burzowej niedaleko wyspy Nauru na Oceanie Spokojnym. Jeden z tych błysków wytworzył blue jet, sięgający aż do stratopauzy - granicy między stratosferą a jonosferą, na wysokości od około 50 do 55 kilometrów.

Naukowcy przedstawili swoje wnioski z obserwacji na łamach czasopisma naukowego "Nature". Ich zdaniem niebieskie błyski są podobne do wąskich zjawisk bipolarnych. Są to wyładowania o wysokiej mocy i częstotliwości radiowej, które występują w chmurach podczas burz. Wiadomo, że odpowiadają one za błyskawice pojawiające się w chmurach.

Eksperci uważają, że niebieskie rozbłyski na szczytach chmur są prawdopodobnie optycznym odpowiednikiem tego zjawiska i mogą przekształcić się w blue jets. Ponieważ zjawiska bipolarne tego typu są dość powszechne, może to oznaczać, że niebieskie błyski również pojawiają się częściej, niż początkowo ustalono.