We kennen allemaal de bliksemschichten die gepaard gaan met zware stormen. Terwijl deze flitsen ontstaan ​​in onweerswolken en naar beneden slaan, een veel ongrijpbaarder type vormt zich hoger in de atmosfeer en schiet omhoog naar de ruimte. Dus, hoe groot is de kans dat iemand foto's maakt van deze zelden geziene, korte 'voorbijgaande lichtgebeurtenissen' op exact hetzelfde moment als een satelliet die er direct boven draait, waarbij de gebeurtenis zijn handtekening achterlaat in de gegevens van de satelliet?

De kans dat dit gebeurt lijkt misschien vrij klein, maar, opmerkelijk, een waarnemer voor het Tsjechische Instituut voor Atmosferische Fysica, die ook een fervent 'bliksemjager' is, heeft foto's gemaakt van deze voorbijgaande lichtgevende gebeurtenissen die niet alleen samenvallen met metingen van ESA's Swarm-satellietmissie, maar ook met opnames vanaf de grond.

Dit buitengewone drievoudige toeval leidt tot een beter inzicht in hoe dit type bliksem zich voortplant in de ruimte. In aanvulling, deze nieuwe bevindingen zouden mogelijk de wetenschappelijke modellen van het geïoniseerde deel van de bovenste atmosfeer van de aarde - de ionosfeer - kunnen verbeteren.

Voorbijgaande lichtgebeurtenissen zijn optische verschijnselen die zich hoog in de atmosfeer voordoen en die verband houden met elektrische activiteit in onderliggende onweersbuien. Ze zijn erg kort, van minder dan een milliseconde tot twee seconden, en zelden vanaf de grond gezien. Ze worden meestal alleen vastgelegd door gevoelige fotoapparatuur en, omdat ze zwak licht uitstralen, foto's kunnen alleen 's nachts worden gemaakt.

Er zijn verschillende soorten voorbijgaande lichtgevende gebeurtenissen zoals sprites, jets en elfen, elk met hun eigen kenmerken.

Sprieten, zijn bijvoorbeeld grote elektrische ontladingen die optreden op een hoogte van ongeveer 50-90 km, boven grote onweersbuien. Ze lijken zo groot, maar zwakke flitsen van rood en gebeuren meestal op hetzelfde moment als de bliksem van wolk tot grond die we allemaal kennen.

Wetenschappers zijn al lang geïnteresseerd in het begrijpen of bliksem die zich naar hoger in de ionosfeer verspreidt, fluctuaties in het magnetische veld van de aarde kan veroorzaken. De ionosfeer is een zeer actief onderdeel van de atmosfeer, reageren op de energie die het van de zon opneemt. Gassen in de ionosfeer worden geëxciteerd door zonnestraling om ionen te vormen, die een elektrische lading hebben.

Een krant, onlangs gepubliceerd in Geofysische onderzoeksbrieven , beschrijft hoe wetenschappers van onderzoekscentra in Polen magnetische veldgegevens van ESA's constellatie van zwermsatellieten gebruikten, bliksemobservaties van de Geostationary Lightning Mapper en van de op de grond gebaseerde World Extreem Lage Frequentie Radiolocatie Array (WERA) om bewijs te leveren van verbanden tussen voorbijgaande lichtgebeurtenissen en magnetische veldfluctuaties in de bovenste ionosfeer.

Ewa Slominska, van een klein bedrijf dat samenwerkt met het Poolse Space Research Centre, uitgelegd, "Bliksem kan ultralage frequentiefluctuaties genereren die in de bovenste ionosfeer lekken. Dit betekent dat sommige bliksemschichten zo krachtig zijn dat ze verstoringen in het magnetische veld van de aarde veroorzaken en zich honderden kilometers omhoog verspreiden vanaf de onweersbui, het bereiken van de hoogte van de baan van Swarm.

"Hoewel het hoofddoel van Swarm is om langzame veranderingen in het magnetische veld te meten, het is duidelijk dat de missie ook snelle fluctuaties in het veld kan detecteren. Echter, Zwerm kan dit alleen doen als een van de satellieten zich in de buurt van het actieve onweer bevindt en als de bliksem sterk genoeg is."

Janusz Mlynarczyk, van de AGH Universiteit voor Wetenschap en Technologie in Krakau, toegevoegd, "Met behulp van de drie stations van het WERA-systeem, we zijn in staat om krachtige atmosferische ontladingen die overal op aarde voorkomen te lokaliseren en hun belangrijkste fysieke parameters te reconstrueren. Dit is mogelijk vanwege een zeer lage demping van extreem lage frequentie (ELF) elektromagnetische golven die deze ontladingen genereren.

"Krachtige ELF-golven kunnen zich zelfs een paar keer over de wereld voortplanten en nog steeds zichtbaar zijn in onze opnames. Dergelijke krachtige bronnen omvatten sprite-geassocieerde ontladingen. De verzamelde elektrostatische energie die vrijkwam en werd waargenomen door Swarm was bijna 120 GJ, wat overeenkomt met de energie die vrijkomt bij de ontploffing van 29 ton TNT.

"Hoewel we weten dat elke blikseminslag veel energie met zich meebrengt, het is duidelijk dat deze klasse van bliksem veel krachtiger is. Een enkele bliksemschicht, die onzichtbaar is voor de instrumenten van Swarm, genoeg energie heeft om 20 elektrische auto's op te laden, maar de energie die wordt geproduceerd door een voorbijgaande lichtgevende gebeurtenis zou genoeg zijn om meer dan 800 voertuigen op te laden."

Opmerkelijk aan dit alles is dat een van de leden van het wetenschappelijke team, Maarten Popek, is gepassioneerd door het vastleggen van sprites, jets en elfen op camera. Zijn foto's blijken zeer waardevol te zijn voor het onderzoek van het team, aangezien ze samenvallen met metingen die zijn uitgevoerd door Swarm en door de grondarray.

ESA's Swarm-missiewetenschapper, Roger Haagmans, commentaar, "Het is verbazingwekkend dat Martin erin slaagt om zulke vluchtige gebeurtenissen op camera vast te leggen, maar wat echt opmerkelijk is, is dat zijn toewijding aan dit soort fotografie samenviel met metingen van onze zwermmissie. Zijn foto's voegen een extra dimensie toe aan het onderzoek en we plukken zeker de vruchten van zijn inzet om buiten in de kou en het donker te hangen!"