Ξεκινάει η μελέτη των «εξωτικών» κεραυνών από τον διεθνή διαστημικό σταθμό (ISS), χάρη στο νέο επιστημονικό παρατηρητήριο που τοποθετήθηκε έξω από το εργαστήριο «Κολόμβος» του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA).

Πρόκειται για το Παρατηρητήριο των Αλληλεπιδράσεων Ατμόσφαιρας-Διαστήματος (ASIM), γνωστό και ως «Διαστημικός Κυνηγός Καταιγίδων».

Το, βάρους 314 κιλών, παρατηρητήριο μεταφέρθηκε στον ISS με το αμερικανικό μεταγωγικό σκάφος Dragon της Space X και η τοποθέτησή του έγινε με τη βοήθεια ενός ρομποτικού βραχίονα μήκους 16 μέτρων. Τα στοιχεία θα μεταδίδονται στη Γη μέσω τηλεπικοινωνιακών δορυφόρων.

Το ASIM θα στοχεύει συνεχώς στη Γη και θα παρατηρεί τους κεραυνούς και τις άλλες ισχυρές ηλεκτρικές εκκενώσεις στην ατμόσφαιρα, οι οποίες συμβαίνουν πάνω από τις καταιγίδες, φαινόμενα που δεν έχουν μελετηθεί επαρκώς μέχρι σήμερα.

Ο «διαστημικός κυνηγός καταιγίδων» αποτελεί το ιδανικό «μπαλκόνι» για τη συλλογή πληροφοριών αυτών των δεδομένων, καθώς κινείται περίπου 400 χιλιόμετρα πάνω από τον πλανήτη μας και μπορεί να δει από ψηλά τις καταιγίδες. 

Το ASIM μπορεί με τις δύο κάμερες και τα φωτόμετρά του να τραβήξει εικόνες των καταιγίδων στο υπέρυθρο και στο υπεριώδες τμήμα του φάσματος, ενώ διαθέτει επίσης ανιχνευτές ακτίνων-Χ και ακτίνων-γ.

Οι καταιγίδες είναι θεαματικά φυσικά φαινόμενα, αλλά οι άνθρωποι από την επιφάνεια της Γης μπορούν να δουν μόνο ένα μέρος του τι πράγματι συμβαίνει. Στο ανώτερο τμήμα της ατμόσφαιρας, στη μεσόσφαιρα και στη στρατόσφαιρα, λαμβάνουν χώρα περίεργα, αν όχι μυστηριώδη, πράγματα για τα οποία δεν υπάρχει μια βέβαιη επιστημονική εξήγηση.

Αυτά τα ασυνήθιστα «παροδικά φωτεινά συμβάντα» (transient luminous events), όπως λέγονται, παρατηρήθηκαν τυχαία για πρώτη πρώτη φορά το 1989, όταν ένας αμερικανός επιστήμονας που δοκίμαζε μια τηλεοπτικά κάμερα, «έπιασε» πάνω από ένα μακρινό νέφος καταιγίδας φωτεινές στήλες φωτός, οι οποίες έμοιαζαν με κεραυνούς-πυραύλους ή ανοδικούς κεραυνούς.

Η ανακάλυψη είχε τότε εκπλήξει τους επιστήμονες, όπως δήλωσε στο BBC ο επικεφαλής επιστήμων του ASIM δρ Τόρστεν Νόιμπερτ του Εθνικού Ινστιτούτου Διαστήματος του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου της Δανίας. Όπως είπε, «πραγματικά μας εξέπληξε όλους. Πώς ήταν δυνατό να υπάρχει κάτι τέτοιο και να μη το ξέρουμε; Υπήρχαν έως τότε μόνο κάποιες ανεκδοτολογικές αναφορές από πιλότους αεροπλάνων».

Oι ηλεκτρικές εκκενώσεις που δεν διαρκούν περισσότερο από μερικά χιλιοστά του δευτερολέπτου αλλά μπορεί να έχουν μήκος πολλών δεκάδων χιλιομέτρων, πήραν ονόματα ξωτικών όπως «sprites», «blue jets» (τα πιο μυστηριώδη) και «elves» (τα πιο συχνά και κατανοητά). Αυτά ακριβώς τα «εξωτικά» φαινόμενα θα μελετήσει το ASIM, η αποστολή του οποίου θα διαρκέσει τουλάχιστον δύο χρόνια.

Τα «sprites», που προκαλούνται στη μεσόσφαιρα από ηλεκτρικές εκκενώσεις στη μεσόσφαιρα, σε ύψος 50 έως 100 χιλιομέτρων, μοιάζουν με κόκκινες μέδουσες που τα πλοκάμια τους απλώνονται προς τα κάτω.

Τα «blue jets» ξεκινούν από τις κορυφές των νεφών και διαδίδονται προς τα υψηλότερα στρώματα της ατμόσφαιρας έως τη στρατόσφαιρα. Ο πρώτος που βιντεοσκόπησε ένα "blue jet", ήταν από τον ISS ο αστροναύτης Αντρέας Μόγκενσεν της ESA το 2015.

Πιο ψηλά από όλα, έως την ιονόσφαιρα στα σύνορα μεταξύ ατμόσφαιρας-διαστήματος, φθάνουν τα "elves", που έχουν μορφή ομόκεντρων κύκλων φωτός, συχνά ξεκινούν σαν μια αδύναμη λάμψη και εκτείνονται σε ακτίνα έως 400 χιλιομέτρων.

Επιπλέον, οι πανίσχυρες αυτές ηλεκτρικές εκκενώσεις και τα ηλεκτρικά πεδία μέσα στα νέφη επιταχύνουν τα ηλεκτρόνια σε τέτοιες ταχύτητες και σε τόσο μεγάλους αριθμούς, ώστε συχνά δημιουργούν ακτίνες Χ και γ, κάτι άλλο που επίσης θα μελετηθεί χάρη στο νέο διαστημικό παρατηρητήριο.

Κάθε δευτερόλεπτο περίπου 45 κεραυνοί εμφανίζονται στην ατμόσφαιρα της Γης, ενώ ισχυρές χημικές αντιδράσεις μεταβάλλουν την σύσταση της ατμόσφαιρας μέσα και γύρω από τα καταιγιδοφόρα σύννεφα. Καθώς οι κεραυνοί επηρεάζουν τις συγκεντρώσεις πολλών ατμοσφαιρικών αερίων, παίζουν σημαντικό ρόλο και στη διαμόρφωση του κλίματος, κάτι που θα αποτελέσει επίσης αντικείμενο επιστημονικής μελέτης.

Τέλος, οι παρατηρήσεις του ASIM θα βελτιώσουν την κατανόηση των επιστημόνων για τις συνέπειες των αμμοθυελλών, των αστικών ρύπων, των δασικών πυρκαγιών και της ηφαιστειακής τέφρας για το σχηματισμό νεφών και την πρόκληση κεραυνών.

Πηγή: ΑΠΕ-ΜΠΕ