Natura

Stagione di temporali e di fulmini: che cosa sono gli sprite

Gli spettri rossi - sprite - sono fulmini misteriosi e fugaci. Fino a pochi anni fa la scienza negava la loro esistenza: ora si vuole capire nei particolari come si formano.

Molto in alto, al limitare del confine tra lo Spazio e ciò che possiamo ancora chiamare Terra, si formano strani fulmini che si accendono per pochi millesimi di secondo: i ricercatori li chiamano sprite, spettri rossi.

Generalmente appaiono infatti rossi e tendono a formarsi a grappoli. Anche se vengono osservati da più di un secolo, gli sprite non erano considerati reali fino al 1989, quando vennero fotografati nel corso di una missione dello Space Shuttle. Da quel momento si è aperta la caccia a questo tipo di fulmini e gli esperti sono oggi in grado di "catturare l'istante" grazie a nuovi sistemi automatici di scatto. Poiché sono fulmini - si ritiene - la loro comparsa coincide con la stagione dei temporali, che per il nostro emisfero è il periodo che va dalla primavera a tarda estate.

Rappresentazione schematica della formazione di uno sprite.

Scariche elettriche? Che cosa siano esattamente gli sprite è ancora da capire. Spiega Oscar van de Velde, dell’Università Tecnica di Catalogna (Spagna): «Si possono considerare fenomeni di meteorologia spaziale in quanto si formano a circa 80 km d’altezza».

Quando si verifica un fulmine tra una nuvola e il suolo può succedere che la nuvola - che per generare il fulmine deve essere a carica positiva - diventi a carica negativa e questo può creare un importante campo elettrico con la ionosfera, ossia la parte più alta dell’atmosfera terrestre.

Uno Sprite colto dall'alto, da una macchina fotografica a bordo della Stazione Spaziale Internazionale.

A questo punto vi è un movimento di elettroni verso la ionosfera che eccitano le molecole dell’alta atmosfera (ossia fanno "saltare" gli elettroni degli atomi a livelli di energia più elevati). Quando le molecole tornano al loro stato iniziale si ha la scarica elettrica: questo è l'effetto diretto e osservabile del moto energetico degli elettroni, del loro passaggio da un livello energetico a uno più basso.

Sprite a grappolo.

Un battito di ciglia. Il tutto avviene in un arco di tempo compreso tra i 10 e i 20 millesimi di secondo. Di solito solo un centesimo dei fulmini "normali" porta anche alla formazione di uno sprite, ma, quando avviene, lo spettro rosso si può allungare anche per 90 km e dunque può arrivare ai confini dell’atmosfera terrestre (che si pone per convenzione a 100 km di quota).

Il colore è spesso rosso-blu, e questo è dovuto alla forte presenza di azoto, le cui molecole eccitate diventano visibili in quello spettro di colori.

21 maggio 2015 Luigi Bignami
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