我們都熟悉伴隨暴風(fēng)雨的閃電。這些閃光起源于暴風(fēng)云并向下打擊，而在大氣層上方形成一種更加難以捉摸的類型，并朝太空射擊。那么，與衛(wèi)星在軌道正上方的確切時(shí)間同時(shí)，使事件在衛(wèi)星數(shù)據(jù)中保持簽名的情況下，有人為這些罕見的，短暫的“瞬態(tài)發(fā)光事件”拍照的可能性有多大?

發(fā)生這種情況的可能性似乎很小，但值得注意的是，捷克大氣物理研究所的觀察員也是狂熱的“閃電獵人”，為這些瞬態(tài)發(fā)光事件拍攝了照片，這些事件不僅與ESA的Swarm進(jìn)行的測(cè)量相吻合衛(wèi)星任務(wù)，還有從地面上拍攝的錄音。

這種非凡的三重巧合使您可以更好地了解這種閃電如何傳播到太空中。此外，這些新發(fā)現(xiàn)可能會(huì)改善地球高層大氣電離層電離層的科學(xué)模型。

瞬態(tài)發(fā)光事件是發(fā)生在大氣高空的光學(xué)現(xiàn)象，它們與潛在的雷暴中的電活動(dòng)有關(guān)。它們非常簡(jiǎn)短，持續(xù)時(shí)間不到一毫秒至兩秒，很少從地面上看到。它們通常僅由敏感的照相設(shè)備捕獲，并且由于它們發(fā)出微弱的光線，因此只能在晚上拍攝照片。

有幾種不同類型的瞬態(tài)發(fā)光事件，例如精靈，噴射和精靈，每種都有自己的特征。

例如，精靈是大型的雷電，發(fā)生在大型雷暴系統(tǒng)上方約50–90 km的高度。它們看上去像是大而微弱的紅色閃爍，通常與眾所周知的云對(duì)地閃電同時(shí)發(fā)生。

長(zhǎng)期以來，科學(xué)家一直對(duì)了解雷電在電離層中的傳播是否會(huì)引起地球磁場(chǎng)的波動(dòng)感興趣。電離層是大氣中非?；钴S的部分，對(duì)它從太陽吸收的能量作出響應(yīng)。電離層中的氣體被太陽輻射激發(fā)而形成具有電荷的離子。

最近發(fā)表在《地球物理研究快報(bào)》上的一篇論文，描述了波蘭研究中心的科學(xué)家如何使用ESA的群蟲衛(wèi)星的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，對(duì)地靜止閃電測(cè)繪儀以及地面的世界極低頻無線電定位陣列(WERA)的閃電觀測(cè)結(jié)果)，以提供瞬態(tài)發(fā)光事件與電離層上部磁場(chǎng)波動(dòng)之間的系的證據(jù)。

與波蘭太空研究中心合作的一家小公司的Ewa Slominska解釋說：“閃電會(huì)產(chǎn)生超低頻波動(dòng)，并泄漏到電離層上部。這意味著某些閃電非常強(qiáng)大，以至于引發(fā)地球磁場(chǎng)的干擾并傳播數(shù)百個(gè)。從雷暴起數(shù)公里之內(nèi)，到達(dá)Swarm軌道的高度。

“盡管Swarm的主要目標(biāo)是測(cè)量磁場(chǎng)的緩慢變化，但很明顯，該任務(wù)還可以檢測(cè)到磁場(chǎng)的快速波動(dòng)。但是，只有在其中一顆衛(wèi)星靠近活動(dòng)雷暴的情況下，Swarm才能做到這一點(diǎn)。以及雷電是否足夠強(qiáng)。”

來自克拉科夫的AGH科技大學(xué)的Janusz Mlynarczyk補(bǔ)充說：“利用WERA系統(tǒng)的三個(gè)站點(diǎn)，我們能夠定位地球上任何地方發(fā)生的強(qiáng)大大氣排放并重建它們最重要的物理參數(shù)。這之所以可能是因?yàn)檫@些放電產(chǎn)生的極低頻(ELF)電磁波的極低衰減。

“強(qiáng)大的ELF波甚至可以在世界范圍內(nèi)傳播幾次，并且在我們的錄音中仍然可以看到。這種強(qiáng)大的聲源包括與子畫面相關(guān)的放電。Swarm釋放和觀察到的累積靜電能接近120 GJ，相當(dāng)于在爆炸29噸TNT時(shí)釋放的能量。

“盡管我們知道每次雷擊都會(huì)消耗大量能量，但顯然此類雷電的作用要強(qiáng)大得多。Swarm的儀器看不見的一枚普通閃電能攜帶足夠的能量來為20輛電動(dòng)汽車充電，但瞬態(tài)發(fā)光事件產(chǎn)生的能量足以為800多輛汽車充電。”

所有這一切的一個(gè)顯著方面是，科學(xué)團(tuán)隊(duì)的成員之一馬丁·波佩克(Martin Popek)熱衷于在相機(jī)上捕捉精靈，噴槍和精靈。他的照片與Swarm和地面陣列進(jìn)行的測(cè)量相吻合，對(duì)團(tuán)隊(duì)的研究非常有價(jià)值。

ESA的Swarm任務(wù)科學(xué)家Roger Haagmans評(píng)論說：“令人驚訝的是，馬丁設(shè)法在相機(jī)上捕獲了這些短暫的事件，但真正值得注意的是，他對(duì)這種攝影的奉獻(xiàn)與我們Swarm任務(wù)的測(cè)量相吻合。尺寸方面的研究，我們肯定會(huì)從他的承諾中受益，因?yàn)樗铝τ谠诤浜秃诎档沫h(huán)境中閑逛!”