Le nuvole temporalesche soffici e scure non solo alimentano tempeste drammatiche, ma producono anche alcuni dei lampi di luce più energici del pianeta - e brillanti schermi del cielo noti come "elfi" ultrasonici. Ora, nuove scoperte hanno dipinto un quadro più chiaro di ciò che sta accadendo nei silenziosi interludi di un cielo tempestoso.
Per molto tempo, gli scienziati hanno cercato lampi di raggi gamma nelle pieghe profonde dell'universo. Nel 1994, mentre scrutava nello spazio alla ricerca di questi segnali, uno strumento della NASA è riuscito a captare i lampi di raggi gamma emessi da un luogo più vicino a casa - temporaleschi terrestri.
Questi lampi, i fenomeni naturali più energici sul nostro pianeta, divennero noti come lampi di raggi gamma terrestri (TGF). Sono creati quando il forte campo elettrico di un temporale eccita particelle atmosferiche, che quindi emettono radiazioni. Ma non si sapeva molto su ciò che provoca questo fenomeno ad alta energia.
Per capirlo, un gruppo di ricercatori ha analizzato i dati di uno strumento dell'Agenzia spaziale europea chiamato Atmosphere-Space Interactions Monitor (ASIM) a bordo della Stazione Spaziale Internazionale. L'ASIM è il primo strumento da utilizzare allo scopo di rilevare i TGF, anziché i loro doppelgänger ancora più luminosi nello spazio profondo, ha affermato Torsten Neubert, capo scienziato dell'ASIM e autore principale di uno studio pubblicato il 10 dicembre sulla rivista Scienza.
Le loro misurazioni hanno mostrato una sequenza molto specifica di eventi, della durata di solo un paio di millisecondi, durante un fulmine. Innanzitutto, hanno rilevato un aumento della luce, che corrisponde alla nascita di un fulmine. Durante questo processo, una nuvola crea sia un campo elettrico che un leader - un percorso di aria ionizzata. Hanno poi rilevato un grande picco di raggi X e raggi gamma, che corrispondono al TGF, e poi un enorme impulso ottico, ha detto Neubert a Live Science.
Questo impulso ottico ha viaggiato dalla nube temporalesca alla ionosfera, una regione dell'atmosfera circa 50-600 miglia (80-1000 chilometri) sopra la superficie terrestre. L'impulso era "così potente che ha eccitato la regione inferiore della ionosfera", che è di circa 100 chilometri in lungo e in largo, ha detto Neubert. In altre parole, eccitava elettroni liberi nella ionosfera, che poi iniziava a scontrarsi con azoto neutro e quindi emetteva radiazioni.
Questa radiazione è definita da un altro fenomeno meteorologico, simile alle aurore, chiamate "elfi", in cui lampi di luce visibile e radiazioni ultraviolette di millisecondi si illuminano in un anello in espansione attorno a un fulmine. Questi esseri celesti luminosi, tuttavia, sono visibili solo con l'attrezzatura più sensibile.
Prima di questo studio, si pensava che gli elfi non fossero collegati ai temporali. I loro risultati suggeriscono che lo stesso fulmine innesca sia i TGF che gli elfi, anche se non è chiaro se i TGF abbiano un ruolo nella produzione degli elfi, ha detto Neubert. Inoltre, non è chiaro se TGF ed elfi accadano ogni volta che un fulmine colpisce, ma probabilmente accade molto più spesso di quanto possiamo rilevare, ha aggiunto.
Un'altra recente scoperta, pubblicata il 10 dicembre sul Journal of Geophysical Research Atmospheres, suggerisce che i TGF si verificano proprio prima del lampo visibile. Questi lampi brillanti si verificano proprio prima che un impulso di elettricità spari attraverso la nuvola carica, diventando un fulmine, secondo una dichiarazione. Entrambi questi studi sono stati presentati questa settimana all'incontro annuale dell'American Geophysical Union a San Francisco.
"Molte cose stanno accadendo nelle osservazioni spaziali per i fulmini", alcune per il monitoraggio del tempo e altre per la comprensione del fenomeno, ha detto Neubert. "Presi insieme un paio di anni davvero magnifici che stanno arrivando."
