Modré prúdy ako neobvyklé typy bleskov

  • Valentín Korinek | 1 Marec 2021
    Slnečná sústava
Medzinárodná vesmírna stanica spozorovala v roku 2019 exotický typ obráteného blesku nazývaného modrý prúd (ilustrovaný), ktorý sa z mraku tiahne smerom hore do stratosféry. (DTU Space, Daniel Schmelling / Mount Visual)
Modré prúdy sa z búrkových oblakov tlačia smerom hore do stratosféry a za menej ako sekundu dosiahnu výšku až 50 kilometrov. Obyčajný blesk má modro-biele sfarbenie, čo je dané veľkým množstvom dusíka v nižších vrstvách atmosféry, teda *excituje atómy dusíka v dolnej atmosfére, aby žiaril bielo, modré prúdy excitujú väčšinou stratosférický dusík, aby vytvorili svoj charakteristický modrý odtieň.

Modré prúdy sú pozorované zo Zeme a z lietadiel už roky, no nevedelo sa, ako vznikajú bez toho, aby sa dostali vysoko nad oblaky. (Tento typ elektrického výboja vždy smeruje hore, vedci doposiaľ netušili prečo.) Prístroje na ISS (Medzinárodnej vesmírnej stanici) zaznamenali modrý prúd, ktorý vyšiel z krátkeho a jasného výbuchu elektriny v blízkosti vrcholu búrkového oblaku.

Pochopenie nielen modrých prúdov, ale aj iných javov v týchto oblastiach atmosféry súvisiacich s búrkami, ako sú napríklad *škriatkovia a elfovia, je dôležité, pretože tieto udalosti môžu ovplyvniť cestu rádiových vĺn cez vzduch - čo môže mať vplyv na komunikačné technológie. (pozrite tiež Škriatkovia na Jupiteri).

Fotoaparáty a prístroje snímajúce svetlo, ktoré sa na vesmírnej stanici nazývajú fotometre, vo februári 2019 spozorovali modrý prúd pri búrke nad Tichým oceánom neďaleko ostrova Nauru. Tým modrým prúdom bol 10-mikrosekundový záblesk jasne modrého svetla v blízkosti vrcholu oblaku, ktorý bol vysoký asi 16 kilometrov. Z tohto bodu vzplanutia vystúpil do stratosféry modrý prúd a stúpal do výšky približne 52 kilometrov počas niekoľkých stoviek milisekúnd.

Iskra, ktorá tento modrý prúd generovala, mohla byť špeciálnym druhom elektrického výboja krátkeho dosahu vo vnútri búrkového oblaku. Normálne blesky sú tvorené výbojmi medzi opačne nabitými miestami v oblaku alebo tiež oblaku a zeme, vzdialené od seba niekoľko kilometrov. Avšak turbulentné prúdenie vysoko v oblaku môže vytvárať protichodne nabité oblasti vo vzdialenosti asi jedného kilometra od seba a vytvárať veľmi krátke, no silné výbuchy elektrického prúdu.

Nové záznamy nielen z Medzinárodnej vesmírnej stanice, ale aj ďalšie dôkazy o takýchto vysoko energetických výbojoch krátkeho dosahu v impulzoch rádiových vĺn z búrok, boli detegované aj pozemnými anténami. Ostáva už len zbierať nové záznamy, vďaka ktorým sa o týchto fenoménoch dozvieme viac.


-----------------------------------------

* Excitácia alebo (vz)budenie je zvýšenie energie atómu, jadra atómu, molekuly či kryštálu nad jeho základnú energiu. Po excitácii je daný systém v tzv. excitovanom stave.
V prípade jednoduchého atómu sa excitácia prejaví ako preskok elektrónu v atóme na vyššiu energetickú hladinu. Pri excitácii musí elektrón získať určitú energiu (excitačná energia) vo forme žiarenia alebo zrážkou s inou časticou.


Excitácia žiarením (fotoexcitácia) nastáva pri absorpcii fotónu elektrónom, ak energia fotónu zodpovedá energii potrebnej na preskok z nižšej energetickej hladiny na vyššiu (viazane viazaný prechod).
Excitácia nárazom vzniká zrážkou atómu s voľným elektrónom (zriedkavo aj s iónom alebo s iným atómom), pričom atóm odoberie voľnému elektrónu energiu potrebnú na preskok viazaného elektrónu v atómovom obale z nižšej energetickej hladiny na vyššiu. Ak je energia narážajúceho elektrónu vyššia, môže nastať ionizácia, t. j. úplné uvoľnenie sa pôvodne viazaného elektrónu od atómu (viazane voľný prechod). Atóm zotrvá v stave excitácie len veľmi krátko (obyčajne do 10-8 s), jeho vzbudený elektrón sa vráti samovoľne do pôvodného energetického stavu (deexcitácia) a vyžiari pritom získanú energiu E vo forme fotónu vlnovej dĺžky λ = hc/E, kde h je Planckova konštanta a c rýchlosť svetla (emisia žiarenia, spektrálna čiara). Relatívny počet atómov, ktoré sú v podmienkach termodynamickej rovnováhy v excitovanom stave, vyjadruje Boltzmannova rovnica.


* Škriatkovia a elfovia sú dva druhy atmosférických javov, ktoré sa tvoria, keď blesk mení elektromagnetické prostredie v atmosfére nad búrkou. Na Zemi tieto elektromagnetické poruchy spôsobujú, že molekuly dusíka v horných vrstvách atmosféry emitujú krátku červenkastú žiaru. Škriatkovia tak môžu rozjasniť oblasť oblohy na desiatky kilometrov, zatiaľ čo elfovia až stovky kilometrov.

Ďalšie články z kategórie Slnečná sústava
Explodujúci meteor nad Antarktídou
Valentín Korinek | 5 Máj 2021
Zmizla všetka voda z Marsu?
Valentín Korinek | 10 Apríl 2021
Marsotrasenia
Marcel Škreka | 16 Apríl 2021

PORTÁL ASTRONOMICKÝCH INFORMÁCIÍ A ZAUJÍMAVOSTÍ

Pripravujú pracovníci Krajskej hvezdárne a planetária Maximiliána Hella v Žiari nad Hronom - kultúrneho zariadenia Banskobystrického samosprávneho kraja