El curiós incident de Swarm i sprites a la nit

La probabilitat que això passi pugui semblar bastant remota, però, notablement, un observador de l’Institut Txec de Física Atmosfèrica, que també és un àvid “caçador de llamps”, ha pres fotografies d’aquests esdeveniments lluminosos transitoris que no només coincideixen amb les mesures realitzades per l’Esquadró de l’ESA. missió de satèl·lit, però també amb enregistraments presos des de terra.

Aquesta extraordinària coincidència a tres bandes condueix a una millor visió de com es propaga aquest tipus de llamps a l’espai. A més, aquestes noves troballes podrien millorar els models científics de la part ionitzada de l’atmosfera superior de la Terra, la ionosfera.

Els esdeveniments lluminosos transitoris són fenòmens òptics que es produeixen a l’altura de l’atmosfera i estan lligats a l’activitat elèctrica en tempestes subjacents. Són molt breus, duren de menys d’un mil·lisegon a dos segons i poques vegades es veuen des del terra. Normalment només són capturats per equips fotogràfics sensibles i, com que emeten poca llum, les fotografies només es poden fer de nit.

Hi ha diversos tipus d’esdeveniments lluminosos transitoris, com ara sprites, dolls i elfs, cadascun amb les seves característiques.

Els sprites, per exemple, són grans descàrregues elèctriques que es produeixen a una altitud d’uns 50-90 km, per sobre dels grans sistemes de tempesta. Apareixen grans flaixos vermells, però febles, i solen passar al mateix temps que els llamps de núvols a terra que tots coneixem.

Des de fa temps els científics han estat interessats a entendre si els llamps que es propaguen cap a la part superior de la ionosfera poden causar fluctuacions en el camp magnètic de la Terra. La ionosfera és una part molt activa de l’atmosfera, que respon a l’energia que absorbeix del Sol. Els gasos de la ionosfera són excitats per la radiació solar per formar ions, que tenen una càrrega elèctrica.

A paper, publicat recentment a Cartes de recerca geofísica, descriu com científics de centres d’investigació de Polònia van utilitzar dades del camp magnètic de la constel·lació de satèl·lits Swarm de l’ESA, observacions de llamps de la Geostationary Lightning Mapper i des del terreny Matriu de radiolocalització extremadament baixa en el món (WERA) proporcionar evidències de vincles entre esdeveniments lluminosos transitoris i fluctuacions del camp magnètic a la ionosfera superior.

Ewa Slominska, d’una petita empresa que col·labora amb el Centre d’Investigació Espacial de Polònia, va explicar: “Els llamps poden generar fluctuacions de freqüència ultralleugeres que filtren a la ionosfera superior. Això vol dir que alguns llamps són tan potents que desencadenen pertorbacions en el camp magnètic de la Terra i es propaguen centenars de quilòmetres cap amunt des de la tempesta, assolint l’altura de l’òrbita de Swarm.

“Tot i que l’objectiu principal de Swarm és mesurar canvis lents en el camp magnètic, és evident que la missió també pot detectar fluctuacions ràpides en el camp. Tot i això, Swarm només pot fer-ho si un dels satèl·lits es troba molt a prop de la tempesta activa i si el llamp és prou fort ”.

Janusz Mlynarczyk, de la Universitat de Ciència i Tecnologia AGH de Cracòvia, va afegir: “Utilitzant les tres estacions del sistema WERA, som capaços de localitzar potents descàrregues atmosfèriques que es produeixen a qualsevol lloc de la Terra i reconstruir els seus paràmetres físics més importants. Això és possible a causa d’una atenuació molt baixa de les ones electromagnètiques d’extrema baixa freqüència (ELF) que generen aquestes descàrregues.

“Les potents ones ELF fins i tot poden propagar-se diverses vegades pel món i encara ser visibles en els nostres enregistraments. Aquestes fonts poderoses inclouen les descàrregues associades als sprites. L’energia electrostàtica acumulada alliberada i observada per Swarm era propera als 120 GJ, que equival a l’energia alliberada en la detonació de 29 tones de TNT.

“Tot i que sabem que cada llamp porta molta energia, és clar que aquesta classe de llamps és molt més poderosa. Un sol llamp normal, invisible per als instruments de Swarm, transporta prou energia per carregar 20 cotxes elèctrics, però l’energia produïda per un esdeveniment lluminós transitori seria suficient per carregar més de 800 vehicles ”.

Un aspecte destacable de tot això és que un dels membres de l’equip científic, Martin Popek, és un apassionat de la captura d’espites, dolls i elfs a la càmera. Les seves fotografies resulten molt valuoses per a la investigació de l’equip, ja que han coincidit amb les mesures preses per Swarm i per la matriu terrestre.

El científic de la missió Swarm de l’ESA, Roger Haagmans, va comentar: “És sorprenent que Martin aconsegueixi capturar esdeveniments tan fugitius a la càmera, però el que és realment notable és que la seva dedicació a aquest tipus de fotografia ha coincidit amb les mesures de la nostra missió Swarm. Les seves fotos afegeixen una altra dimensió a la investigació i, sens dubte, obtenim els beneficis del seu compromís de penjar-se al fred i a la foscor ”.