Astronautti Nicole ”Vapor” Ayers kuvasi meduusamaisen punaisen spriten kansainväliseltä avaruusasemalta. Selitämme, miksi se on niin epätavallinen, miten se muodostuu ja mikä on tämän kuvan merkitys tieteelle.
Sisällysluettelo
Varhain aamulla 3. heinäkuuta 2025 astronautti Nicole ”Vapor” Ayers Kansainvälisellä avaruusasemalla näki jotain, mitä harvat ovat nähneet niin selvästi: punainen salama, joka nousi ukkosmyrskystä ja saavutti avaruuden korkeudet . Hänen reaktionsa oli lyhyt, mutta osuva: ”Vau… Kun lensin Meksikon ja Yhdysvaltojen yli tänä aamuna, kuvasin tämän spriten.” Hän jakoi kuvan sosiaalisessa mediassa, jossa näkyy meduusamainen sähköpurkaus, joka näyttää enemmän scifi-elokuvasta kuin meidän ilmakehästämme.
Kuva ei ole tekoälyn luoma, vaikka se näyttääkin kuin scifi-elokuvan kohtauksesta: punainen säde, joka nousee 80 kilometrin korkeuteen maanpinnasta.
Tämä salamatyyppi, joka tunnetaan nimellä sprite-salama, kuuluu huonosti tutkittujen sähköilmiöiden ryhmään, jota kutsutaan lyhytaikaisiksi valoilmiöiksi (TLE). Vaikka niitä on dokumentoitu jo vuosikymmenien ajan, tutkimukset niiden syntymisestä, muodostumisesta ja mahdollisesta merkityksestä ilmakehän tasapainolle jatkuvat edelleen. Ayersin ottama kuva on paitsi upean kaunis, myös harvinainen tilaisuus tutkia näitä salaperäisiä sähköpurkauksia etuoikeutetusta näkökulmasta: avaruudesta.
Mikä on sprit ja miksi se herättää niin paljon huomiota?
Sprit – ei ole tavallinen salama. Toisin kuin salama, joka suuntautuu alaspäin, sprite on sähköinen purkaus, joka heijastuu ylöspäin ukkospilven huipulta ja saavuttaa 50–90 kilometrin korkeuden . Tämä ilmiö tapahtuu mesosfäärissä, ilmakehän kerroksessa, joka on paljon korkeammalla kuin ukkospilvien muodostumispaikka. Ne ovat erittäin lyhytaikaisia, kestävät yleensä enintään muutaman millisekunnin. Paljaalla silmällä ne ovat lähes näkymättömiä maan pinnalta.
Ayersin mukaan ”sprite-ilmiöt ovat TLE:itä eli ohimeneviä valoilmiöitä, jotka tapahtuvat pilvien yläpuolella ja johtuvat voimakkaasta sähköisestä aktiivisuudesta alla olevissa ukkosmyrskyissä”. Niiden muoto voi vaihdella, mutta tässä tapauksessa purkaus muistutti ilmakehässä uivaa hohtavaa meduusaa. Tällainen ulkonäkö johtuu useista valonsäteistä, jotka lähtevät purkauksen pääruumiista kuin lonkeroita. Monille spriteille tyypillinen punainen väri on seurausta vuorovaikutuksesta ilmakehän yläkerroksissa olevan typen kanssa.
Meteorologi Mar Gomez selittää tämän seuraavasti sosiaalisessa mediassa X: ”Mitä ne ovat ja miten ne syntyvät? Punaiset spritetit tai aaveet ovat erittäin kirkkaita punaisia sähköilmiöitä, jotka ovat muodoltaan pylväitä, lonkeroita tai porkkanoita. Ne syntyvät voimakkaiden myrskyjen yläpuolella, mesosfääriksi kutsutussa ilmakehän kerroksessa, 50–90 kilometrin korkeudessa, ja ne voivat ulottua vaakasuunnassa jopa 50 kilometrin pituisiksi.”
Kuva, joka auttaa tiedettä
Sprite-ilmiötä on erittäin vaikea nähdä maasta . Sen lyhyt kesto ja suuri korkeus, jolla se esiintyy, tekevät siitä käytännössä näkymättömän maasta . Siksi kansainvälisen avaruusaseman tarjoama näkökulma on niin arvokas. Orbitaalista sijainnistaan, noin 400 kilometrin korkeudesta maan pinnasta, astronautit näkevät selvästi pilvien yläpuolelle. Ayers korosti tätä seikkaa viestissään: ”Meillä on upea näkymä pilvien yläpuolelle, joten tutkijat voivat käyttää tämän tyyppisiä kuvia ymmärtääkseen paremmin TLE:n muodostumista, ominaisuuksia ja yhteyttä myrskyihin.”
Kuvassa näkyy sprit, joka nousee myrskystä, joka peitti osan Meksikosta ja Yhdysvaltojen eteläosia. Vaikka avaruudesta on aiemminkin kuvattu spritejä, tämä kuva on erityisen selkeä ja yksityiskohtainen. Sen avulla tutkijat voivat analysoida ilmiön rakennetta, kestoa ja purkauksen voimakkuutta. Näiden havaintojen avulla voidaan verrata teoreettisia malleja todellisiin tietoihin, mikä on tärkeää näiden sähköisten ilmiöiden ymmärtämisen syventämiseksi.
Liittyvät ilmiöt: spritet eivät ole ainoita
Ayersin kuvaama spritet on osa suurempaa valaisevien ilmiöiden perhettä, joka tunnetaan nimellä TLE (transient light events, väliaikaiset valoilmiöt). Spritetien lisäksi tähän ryhmään kuuluvat siniset suihkut , ELVES ja haamut. Ne kaikki esiintyvät ilmakehän yläkerroksissa ja niillä on yhteistä se, että ne liittyvät erittäin voimakkaisiin ukkosiin . Jotkut, kuten siniset suihkut , nousevat pilvestä stratosfääriin. Toiset, kuten ELVES , laajenevat vaakasuorien renkaiden muodossa, jotka kestävät millisekunteja.
Jokainen näistä ilmiöistä tarjoaa erilaisia vihjeitä sähkön käyttäytymisestä ilmakehässä. Sprite on erityisen vaikuttava, koska sen muoto, väri ja rakenne mahdollistavat sen suhteellisen helpon tunnistamisen korkean resoluution kuvista. Sen esiintyminen tapahtuu usein samanaikaisesti erittäin voimakkaiden salamaiskujen kanssa, mutta toistaiseksi ei tiedetä, mitkä olosuhteet saavat yhden salaman aiheuttamaan spraitin ja toisen ei. Tämä epävarmuus on yksi nykyisen ilmakehän tutkimuksen aktiivisimmista aiheista.Punainen sprit nousee myrskyn yläpuolelle Pohjois-Amerikassa, näkymä kansainväliseltä avaruusasemalta.
Mitä emme vielä täysin ymmärrä
Vuosikymmenten tutkimuksesta huolimatta tiede ei vieläkään pysty selittämään monia spraitten ominaisuuksia. Tiedetään, että ne liittyvät positiivisiin salamoihin, jotka iskevät pilvestä maahan ja tuottavat erittäin voimakkaita sähkökenttiä. Kaikki salamat eivät kuitenkaan synnytä spraitten, eikä ole selvää, mitkä tarkat olosuhteet aiheuttavat niiden syntymisen. FOX Weatherin artikkelissa tämä tiivistetään seuraavasti: ”Miksi jotkut salamat aiheuttavat spritejä ja toiset eivät, on edelleen huonosti ymmärrettyä tiedeyhteisössä”.
Tämä tiedon puute herättää tärkeitä kysymyksiä. Voivatko nämä ilmiöt esimerkiksi vaikuttaa yläilmakehän kemialliseen koostumukseen? Onko niillä vaikutusta paikalliseen ilmastoon tai globaaliin myrskyn dynamiikkaan? Lisäksi kiinnostus on kasvanut sen havainnoimiseen, esiintyvätkö nämä ilmiöt myös muilla planeetoilla. Samanlaisia muodostumia on havaittu Jupiterin ilmakehässä, ja niiden uskotaan esiintyvän myös Saturnuksessa ja Venuksessa . Nämä vertailuhavainnot voisivat laajentaa ymmärrystämme paitsi maapallon ilmastosta myös planeettojen ilmakehän sähköisestä käyttäytymisestä yleensä.
