Sarkanās fejas (angl. - Red sprites)

Atklāšana

Sarkanās fejas ir īsi gaismas uzliesmojumi novēroti virs negaisa mākoņiem. Kaut arī ziņojumi literatūrā par gaismām virs negaisa mākoņiem ir sastopami jau vairāk kā simts gadus, tomēr tās izdevās nobildēt tikai 1989. gadā. Pētnieki no Minnesotas Universitātes pārbaudīja kā darbojas augstas jūtības TV kamera, ko viņi taisījās sūtīt lidojumā ar raķeti. Kamera filmēja zvaigznes virzienā, kas sakrita ar 250 kilometru tālumā esošu negaisu. 1989. gada 6. jūlijā pulkstens 4:14:22 virs tālumā esošā negaisa tika novēroti divi augšup vērsti gaismas uzliesmoji, kas ilga tikai 33 milisekundes (2 kadri). Tie bija pirmie sarkano feju attēli.

Pirmais krāsainais sarkanās fejas uzņēmums (University of Alaska Fairbanks*). Sarkanā feja ir redzama augstumā starp apmēram 40 un 90 kilometriem. Filmā (160kB) var noskatīties fejas, kas ir filmētas no lidmašīnas (laiks redzams augšējā labējā stūrī).

Novērojumi

Joprojām nav saprast, kā un kāpēc veidojas sarkanās fejas. Šeit minēsim galvenos novērojumus, kurus jāvar izskaidrot teorijām, kas cenšas aprakstīt sarkano feju veidošanos.

• Sarkanās fejas var tikt novērotas virs jebkura Zemes rajona, ja tikai apakšā ir spēcīgs pērkona negaiss. Parasti pērkona mākoņu augšējā daļa ir lādēta pozitīvi, bet apakšējā negatīvi. Visbiežāk zibens spēriens no mākoņa uz zemi nāk no mākoņa apakšējās, negatīvi lādētās, daļas. Taču pa laikam arī mākoņa augšējā, pozitīvi lādētā, var izlādēties tieši uz zemi, veidojot sevišķi spēcīgu zibeni. Šādas izlādes sauc par pozitīvām mākonis-zeme izlādēm un spēcīgākās no tām var radīt sarkanās fejas.
• Sarkanajām fejām nav jāveidojas tieši virs zibens vietas, tās var veidoties līdz pat vairākiem desmitiem kilometru nosāņus. Sarkano feju gaisma ir ļoti īslaicīga, starp 5 un 300 milisekundēm. Gaisma nāk no augstuma starp 20 un 100 kilometriem ar maksimumu ap 50 kilometriem.
• Interesanti piezīmēt, ka cilvēka acs nav domāta vāju un reizē īslaicīgu gaismas uzliesmojumu novērošanai. Tā piemēram vienu nakti novērojot sarkanās fejas viena trešā daļa novērotāju krāsa likās sarkana, bet pārējiem tā likās vai nu zaļa vai oranža.
• Sarkanām fejām struktūra var būt ļoti dažāda, bet visparastākā ir "burkānveida", kāda ir redzama iepriekšējā attēlā. Bieži ir arī novērojama sīkstruktūra, kas parasti atgādina vertikālus stabus.

Melnbats uzņēmums, kur sarkanās fejas veido unikālu uguņošanu. (University of Alaska Fairbanks*).

• Bieži var likties, ka feju gaisma ir kā augšupvirzīts prožektors no viena punkta uz mākoņu augšējās malas, taču šī vieta var arī nesakrist ar zibens vietu.

Radioviļņi, gamma starojuma uzliesomjumi, un zilie džeti

Saistībā ar zibens spērieniem, bez sarkanajām fejām, ir arī citas parādības, kuras veidojas virs pērkona mākoņiem un kuras joprojām nav saprastas.

• Zilie džeti (blue jets). Tumši zila gaisma, kas ar 100 kilometru stundā izplatās augšup šaurā konusā no vietām, kas atrodas virs negaisa mākoņa centra. Taču nav novērota zilo džetu saistība ar zibens zilādēm.
• Laumas (Elves). Gaismas, kas veidojas apmēram 90 kilometru augstumā, ir 100 - 300 kilometru platas, ilgst mazāk par 1 milisekundi, taču ir ļoti spēcīgas. Tās veidojas elektromagnētiskajam impulsam no zibens izlādes sasniedzot jonosfēras apakšējo daļu un tur uzkarsējot elektronus.
• Radioviļņi. No vietas, kur veidojas sarknās fejas kā arī laumas, tiek izstaroti radioviļņi, ar frekvenci no vairākiem simtiem herzu līdz pat vairākiem kiloherziem. Pētnieki šobrīd mēģina saprast, kā radioviļņus varētu lietot, lai identificētu sarkanās fejas un laumas (ne vienmēr ir iespējams uzņemt bildes virs negaisa mākoņiem, taču radioviļņus var uztvert vienmēr).

Shēma, kas shematiski attēlo dažādās parādības virs negaisa mākoņiem. (University of Alaska Fairbanks*).

Skaidrojumi

Teorijas, kas skaidrotu sarkano feju veidošanos un kuru akceptētu lielākā daļa pārējo zinātnieku, joprojām nav. Šobrīd tiek studētas vairākas versijas, taču tām visām ir kopējs tas, ka ir nepieciešams radīt elektrisko lauku. Elektriskais lauks paātrina elektronus, kuri savukārt var sadursmēs ierosināt molekulas gaisā (pati sarkanā gaisma nāk no ierosinātām slāpekļa molekulām). Dažādās teorijas cenšas skaidrot eletrisko lauku veidošanos vai nu pateicoties elektromagnētiskam impulsam no paša zibens izlādes vai arī pateicoties lādiņu pārdalei pašā negaisa mākonī zibens laikā. Taču tā kā sarkano feju pētniecības darbs ir vēl tikai tīņu gados, tad mēs varam gaidīt vēl daudz interesantu pārsteigumu. Tā piemēram jautājumā par sarkano feju ietekmi uz jonosfēru un magnetosfēru.

Papildus informācija

• sprite.gi.alaska.edu/html/sprites.htm - University of Alaska Fairbanks.
• Lightning between Earth and Space, Scientific American, August 1997.