Долгое время природа загадочных красных вспышек, озаряющих ночное небо во время грозы, оставалась неразгаданной. Эти призрачные свечения, известные как "спрайты" или "спрайтовые молнии", напоминают скорее кадры из научно-фантастического фильма, чем реальное природное явление. В отличие от привычных нам молний, бьющих из облаков в землю, спрайты рождаются высоко в мезосфере – разреженном слое атмосферы, граничащем с космосом. Визуально они представляют собой скопление света, от которого отходят тонкие, как щупальца, красные нити.
Ученые и энтузиасты-наблюдатели долгое время пытались понять, что же запускает этот удивительный атмосферный фейерверк. NASA и другие исследовательские центры даже привлекли на свою сторону "гражданских ученых" – любителей, готовых делиться своими видеозаписями редких вспышек. Но поймать спрайт в объектив – задача не из легких.
Май 2022 года стал поворотным моментом в изучении этого феномена. Два астронома-любителя, Энджел Ан и Шучанг Донг, вели обычную, по их словам, съемку звездного неба у озера Пумо Юмцо на Тибетском плато. Однако судьба распорядилась так, что именно в эту ночь им удалось зафиксировать более сотни красных "спрайтовых молний" — беспрецедентный случай в истории наблюдений.
В результате был получен уникальный материал, который позволил ученым продвинуться в разгадке тайны. Первоначально сложность состояла в том, чтобы связать каждый конкретный "спрайт" с породившей его молнией, так как съемка велась без точной привязки ко времени. Однако исследователи из Научно-технического университета Китая и Китайской академии наук нашли решение. Они использовали данные о положении спутников и звезд, чтобы с точностью до секунды определить время и местоположение каждой вспышки.
Ученым удалось установить "родственные связи" примерно для 70% зафиксированных "спрайтов". Оказалось, что виновниками этих небесных фейерверков становятся исключительно мощные положительные разряды молний (большинство молний имеют отрицательный заряд), бьющие из облака в землю. Эти разряды, в свою очередь, являются частью так называемых мезомасштабных конвективных систем – огромных и продолжительных грозовых комплексов. Энергия, высвобождаемая при ударе такой сверхмощной молнии, вызывает возмущение в верхних слоях атмосферы, что и приводит к появлению причудливых красных вспышек – "спрайтов". С Международной космической станции, кстати, это явление также наблюдали (фотография была сделана 10 августа 2015 года, что подтверждает глобальный характер явления).
Открытие механизма формирования спрайтовых молний — только первый шаг. Как отмечают авторы исследования, опубликованного в журнале Advances in Atmospheric Sciences, полученные данные в 2022 году открывают новые возможности для изучения влияния спрайтов на верхние слои атмосферы, а также для более точного прогнозирования сильных гроз, особенно в тех регионах, где спрайты наблюдаются чаще всего – например, в Южной Азии и на Великих равнинах Северной Америки. Таким образом, разгадка визуальной загадки спрайтов открывает путь к пониманию более глубоких атмосферных процессов.
