Pozoruhodný příběh s červenými skřítky z mise Swarm

Pravděpodobnost, že se to podaří, se zdá velmi malá, ale, kupodivu, jeden pozorovatel z Českého ústavu fyziky atmosféry, který je také nadšeným „lovcem blesků“, pořídil fotografie a videa těchto prchavých světelných jevů, které odpovídají nejen měřením pořízeným satelitem mise Swarm, ale také záznamům pořízeným ze země.

Tato mimořádná trojitá náhoda umožňuje lépe porozumět tomu, jak se tento druh blesku šíří do vesmírného prostoru. Kromě toho by tato nová zjištění mohla potenciálně zlepšit vědecké modely ionizované horní vrstvy zemské atmosféry – ionosféry.

Tyto přechodné světelné události jsou optické jevy, k nimž dochází vysoko v atmosféře v souvislosti s elektrickou aktivitou dole aktivní bouřky. Jsou velmi krátké, trvající od méně než milisekundy do 50 milisekund, a ze země jsou vidět velmi vzácně. Obvykle je lze zachytit jen velmi citlivým fotografickým přístrojem, a protože emitované světlo je velmi slabé, lze tyto fotografie pořídit jen v noci.

Existují různé druhy prchavých světelných jevů, které jsou označovány jako elfové, červení skřítci nebo výtrysky, každý s vlastní charakteristikou.

Červení skřítci jsou například silné elektrické výboje, k němuž dochází ve výšce okolo 50–90 km, většinou nad velkými bouřkovými systémy. Projevují se jako velké, ale slabé červené záblesky a obvykle probíhají současně s úderem blesku z bouřkového mraku směrem na zem, který všichni známe.

Vědci mají již dlouho zájem zjistit, jestli blesk šířící se nahoru do ionosféry může způsobit kolísání zemského magnetického pole. Ionosféra je velmi aktivní část atmosféry reagující na energii vysílanou Sluncem, kterou pohlcuje. Plyny ionosféry jsou vybuzeny slunečním zářením a tvoří ionty s elektrickým nábojem.

Článek, nedávno zveřejněný v publikaci o geofyzikálním výzkumu Geophysical Research Letters popisuje, jak vědci z výzkumných center v Polsku využili údaje o magnetickém poli z formace satelitů Swarm Evropské kosmické agentury, z pozorování blesků Geostacionárním zařízením pro mapování blesků a údaje radiolokačního systému pro extrémně nízké kmitočty WERAaby přinesli důkazy o souvislostech mezi přechodnými světelnými jevy a kolísáním magnetického pole v horní vrstvě ionosféry

Ewa Slominska z malé společnosti spolupracující s polským Centrem pro výzkum vesmíru, vysvětluje že „blesk může generovat fluktuace o ultra nízkém frekvenci, které unikají do horní ionosféry. To znamená, že některé blesky jsou dost silné na to, aby vyvolaly poruchy v magnetickým poli Země a šířily se stovky kilometrů směrem nahoru nad bouřku, až do výšky oběžné dráhy satelitů Swarm.

„I když hlavním cílem mise Swarm je měřit pomalé změny magnetického pole, mise zjevně dokáže také detekovat rychlé fluktuace v tomto magnetickém poli. Avšak Swarm to dokáže jen tehdy, když se některý z jeho satelitů dostane do těsné blízkosti aktivní bouře a blesk je dostatečně silný, aby tento jev vyvolal.“

Janusz Mlynarczyk z Přírodovědné a technické univerzity AGH v Krakově k tomu dodává, „S použitím tří stanic systému WERA jsme schopni lokalizovat silné atmosférické výboje, k nimž dochází kdekoliv na Zemi, a rekonstruovat jejich nejdůležitější fyzikální parametry. To je možné díky velmi nízkému tlumení elektromagnetických vln o extrémně nízkém frekvenci (ELF), které tyto výboje generují.

Silné ELF vlny mohou dokonce několikrát oběhnout zeměkouli, než přestanou být viditelné pro naše záznamová zařízení. Tyto silné zdroje zahrnují i výboje spojené s „červenými skřítky“. Uvolněná akumulovaná elektrostatická energie pozorovaná satelity Swarm dosahovala hodnot 120 GJ, což se rovná energii uvolněné detonací 29 tun TNT.

„I když víme, že každý úder blesku představuje množství energie, jasné, je, že tato kategorie blesků je ještě mnohem silnější. Jeden obyčejný blesk, který je pro přístroje mise Swarm neviditelný, představuje energii dostatečnou na nabití 20 elektromobilů, ale energie generovaná přechodnou světelnou událostí by stačila na nabití víc než 800 vozidel.”

Dalším pozoruhodným aspektem toho všeho je, že jeden z členů výzkumného týmu, Martin Popek, je vášnivý pozorovatel, který se snaží zachytit elfy, červené skřítky a výtrysky svým analogovým kamerovým systémem. Ukázalo se, že jeho pozorování jsou velmi cenné pro výzkum, který jeho tým provádí, protože jsou v souladu s měřeními pořízenými satelity Swarm a pozemními přístroji.

Vědec podílející se na misi Swarm Evropské kosmické agentury, Roger Haagmans, dodává, “Je úžasné, jak se Martinovi daří zachycovat tyto tak prchavé jevy, ale co je skutečně pozoruhodné, je, že jeho pozorování tohoto druhu nadoblačných blesků odpovídají měřením pořízeným v rámci naší mise Swarm. Jeho pozorování přidávají další rozměr našemu výzkumu a my určitě nesmírně těžíme z jeho oddaného tvrdnutí kdesi ve tmě a v zimě!“