2025. július 3-án hajnalban Nicole „Vapor” Ayers, az Nemzetközi Űrállomás fedélzetén tartózkodó űrhajósnő tanúja volt egy jelenségnek, amelyet eddig csak kevesen láttak ilyen tisztán: vörös villám, amely viharból emelkedett fel és elérte az űr magasságát.
Reakciója rövid, de beszédes volt: „Egyszerűen… wow. Ma reggel, Mexikó és az Egyesült Államok felett repülve, lefotóztam ezt a sprite-ot”. A fotót megosztotta a közösségi médiában, amelyen látható a medúza-szerű elektromos kisülés, amely inkább a tudományos fantasztikum világába illik, mint a mi légkörünkbe.
Ez a villámtípus, amelyet sprite-nak neveznek, egy kevéssé kutatott elektromos jelenségcsoporthoz tartozik, amelyet TLE (Transient Luminous Events, vagy átmeneti fényjelenségek) néven ismernek. Annak ellenére, hogy már több évtizede dokumentálják őket, eredetük, kialakulásuk és szerepük a légkör egyensúlyának fenntartásában még mindig tanulmányozásra vár. Ayers felvétele nemcsak szépségével lenyűgöző, hanem ritka lehetőséget nyújt arra, hogy ezeket a rejtélyes elektromos kisugárzásokat kiváltságos szemszögből, az űrből tanulmányozzuk.
Mi az a sprite és miért vonzza ennyire a figyelmet?
A sprite nem egy szokványos villám. A föld felé irányuló villámokkal ellentétben a sprite elektromos kisülések, amelyek a viharfelhő tetején keletkeznek és 50-90 kilométer magasságig érnek fel. Ez a jelenség a mezoszférában, a viharfelhők kialakulásának helye feletti légkörrétegben történik. Rendkívül rövidek, általában csak néhány milliszekundumig tartanak. A Föld felszínéről szabad szemmel gyakorlatilag láthatatlanok.
Eyers szerint „a spritek TLE-k, azaz átmeneti fényjelenségek, amelyek a felhők felett keletkeznek, és az alattuk zajló viharok intenzív elektromos aktivitása okozza őket”. Formájuk változó, de ebben az esetben a kisülés egy fényes medúzára emlékeztetett, amely a légkörben lebegett. Ez a jelenség a kisülés főtestétől csápok formájában szétterülő fénysugaraknak köszönhető. A sok spritre jellemző vörös szín a légkör felső rétegeiben jelen lévő nitrogénnel való kölcsönhatás eredménye.
A meteorológus a következőképpen magyarázza ezt az X weboldalon: „Mi ez és hogyan keletkezik? A vörös elfek vagy szellemek nagyon fényes elektromos jelenségek, amelyek vörös színű oszlopok, csápok vagy sárgarépa formájában jelennek meg. Erős zivatarok felett, a légkör mezoszférájában, 50–90 kilométer magasságban keletkeznek, és vízszintes irányban akár 50 kilométer hosszúságot is elérhetnek.”
A tudománynak segítő fénykép
A sprite-okat a Földről nagyon nehéz megfigyelni. Rövid élettartamuk és nagy magasságuk miatt a Földről szinte láthatatlanok. Ezért olyan értékes a Nemzetközi Űrállomásról készült felvétel. A Föld körüli pályáról, körülbelül 400 kilométer magasságban, az űrhajósok tiszta kilátást élveznek a felhők felett. Ayers ezt a tényt hangsúlyozta bejegyzésében: „Kiváló kilátásunk van a felhők fölé, így a tudósok felhasználhatják ezeket a képeket, hogy jobban megértsék a TLE kialakulását, jellemzőit és kapcsolatát a viharokkal.”
A fotón egy sprite látható, amely a Mexikó déli részét és az Egyesült Államokat sújtó viharból emelkedik fel. Bár a múltban már más spriteket is fényképeztek az űrből, ez a kép különösen éles és részletes. Ennek köszönhetően a tudósok olyan aspektusokat is elemezhetnek, mint a jelenség szerkezete, időtartama és a kisülés intenzitása. Ezek a megfigyelések lehetővé teszik a elméleti modellek és a valós adatok összehasonlítását, ami elengedhetetlen a villámokkal kapcsolatos jelenségek jobb megértéséhez.
A Sprite, amelyet Eyers fényképezett, egy szélesebb csoportba tartozó fényjelenség, az úgynevezett TLE (Transient Luminous Events) jelenségek közé tartozik. A Sprite-ok mellett ebbe a csoportba tartoznak a kék sugarak, az ELVES és a szellemek. Mindegyik a légkör felső rétegeiben keletkezik, és közös bennük, hogy nagyon intenzív zivatarokkal kapcsolatosak. Néhány, például a kék sugarak, a felhők belsejéből emelkednek fel a sztratoszférába. Mások, mint például az ELVES, vízszintes gyűrűk formájában terjednek és milliszekundumokig tartanak.
Mindegyik jelenség különböző nyomokat hagy az elektromosság viselkedésében a légkörben. A sprite különösen figyelemre méltó, mert alakja, színe és szerkezete viszonylag könnyen felismerhető a nagy felbontású képeken. Megjelenése általában egybeesik nagyon erős villámokkal, de egyelőre nem tudni pontosan, hogy milyen körülmények között okoz egy villám sprite-ot, és egy másik nem. Ez a bizonytalanság az egyik legaktívabb téma a légköri jelenségek mai kutatásában.
Hosszú évek kutatása ellenére a tudomány még mindig nem tud magyarázatot adni a spritekre vonatkozóan. Ismeretes, hogy ezek pozitív felhő-föld villámokkal kapcsolatosak, amelyek nagyon intenzív elektromos mezőket generálnak. Azonban nem minden ilyen villám generál spriteket, és nem világos, hogy milyen konkrét körülmények között jelennek meg. A FOX Weather dokumentum így foglalja össze: „Miért okoznak egyes villámok spriteket, míg mások nem, az a tudományos közösség számára továbbra is rejtély”.
Ez a tudásbeli hiányosság fontos kérdéseket vet fel. Például: befolyásolhatják-e ezek a jelenségek a légkör felső rétegeinek kémiai összetételét? Van-e hatással a helyi éghajlatra vagy a globális vihardinamikára? Emellett egyre nagyobb az érdeklődés annak megfigyelése iránt, hogy ilyen jelenségek más bolygókon is előfordulnak-e. Hasonló képződményeket fedeztek fel a Jupiter légkörében, és úgy gondolják, hogy a Szaturnuszon és a Vénuszon is létezhetnek. Ezek az összehasonlító megfigyelések nemcsak a Föld éghajlatáról, hanem a bolygók légkörének elektromos viselkedéséről is bővíthetik ismereteinket.
