Op 14 mei 2018 werd de hemel boven Oklahoma, VS een fractie van een seconde verlicht door blauwe, paarse en rode kleuren.
De amateuronderzoeker Kevin Palivec filmde het bij toeval met een speciale camera voor zwak licht.
Een nog groter toeval was dat het vlak bij een VHF-bliksemdetectiesysteem (very high frequency) gebeurde, een netwerk van radioantennes om bliksem te lokaliseren en te meten.
Het verschijnsel heet een gigantic jet: krachtige bliksem die tot in het onderste deel van de ruimte omhoog slaat. Het is een van de krachtigste en raadselachtigste weersverschijnselen op aarde.
Ze zijn zo zeldzaam dat er slechts vijf gigantic jets per jaar te observeren zijn, hoewel geschat wordt dat ze wel 1000 tot 50.000 keer per jaar voorkomen.
Meestal is dat echter tijdens tropische stormen boven de Grote Oceaan. Hier gebeurt het maar een enkele keer dat een ‘bliksemopslag’ bij toeval wordt gedocumenteerd.
Daarom konden onderzoekers van een reeks Amerikaanse universiteiten en weerinstituten, waaronder Georgia Tech Research Institute en Universities Space Research Association, hun geluk niet op toen ze data van de gigantic jet uit 2018 konden verzamelen.
Hun resultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift Science Advances.
3D-modellen brengen bliksem in beeld
Door de verschillende data van de radioantennes te vergelijken met satellietmetingen en Palivecs opname konden de onderzoekers een gedetailleerd 3D-onderzoek doen naar de enorme elektrische lading.
Zo ziet een van de 3D-modellen eruit. De witte stipjes tonen de elektrische lading in de wolk, het grijze vlak staat voor het bovenste van de wolk en de oranje stippen zijn de elektrische lading die de ionosfeer in schiet. Door deze modellen leren onderzoekers meer over gigantic jets.
De krachtige bliksemstraal bevatte 100 keer zo veel elektrische lading als normale bliksem en schoot 80 kilometer de atmosfeer in. Daarmee is het de krachtigste bliksem die ooit is geobserveerd.
Om precies te zijn begon de gigantic jet boven in een hevige onweerswolk van 50 bij 50 kilometer op circa 15 tot 20 kilometer hoogte.
Daarvandaan sloeg de vonk omhoog, helemaal tot in de ionosfeer, die zich tussen 48 en 965 kilometer hoogte bevindt.
De ionosfeer is een elektrisch geleidende laag in de atmosfeer waar onder meer het noorderlicht ontstaat.
In de gigantic jet werd 300 coulomb (meeteenheid voor elektrische lading die de hoeveelheid stroom per seconde weergeeft) de ionosfeer in geleid. Ter vergelijking – gewone bliksem verplaatst zo’n 5 coulomb tussen de wolk en de aarde.
De temperatuur in de spits van de bliksemschicht was met 200 °C relatief koel. Op andere plekken was de temperatuur echter wel 4400 °C.
Dit is een fotoserie van piloot Chris Holmes, die in oktober 2019 een gigantic jet wist op te nemen. Waar het bovenste rode deel zo’n 200 °C kan worden, wordt het blauwe deel van de bliksemschicht wel 4400 °C.
‘Met de zeer hoogwaardige data konden we deze gigantic jet in drie dimensies in kaart brengen,’ vertelt onderzoeker Levi Boggs van Georgia Tech Research Institute in een persbericht.
‘We konden zeer hoogfrequente (VHF) bronnen boven de wolk zien die nog niet eerder zo gedetailleerd zijn geobserveerd. Met behulp van satelliet- en radargegevens konden we achterhalen waar het zeer hete geleidergedeelte van de emissie zich boven de wolk bevond.’
Dit is een afbeelding van een gigantic jet boven Myanmar. De foto is op 30 april 2012 gemaakt met een digitale camera door astronauten van Expedition 31 aan boord van het Internationale Ruimtestation (ISS).
De onderzoekers weten echter niet zeker waarom deze bliksem richting de ruimte gaat. Mogelijk komt het doordat iets in de wolken de stroom naar beneden blokkeert, waardoor deze uitwijkt richting de elektrisch geladen ionosfeer.