Il 27 marzo scorso un anello di luce rossa è apparso nel cielo d'Italia, immortalato dal fotografo Valter Binotto. Si tratta di un ELVES, un fenomeno luminoso generato nell'atmosfera dall'impulso elettromagnetico di un fulmine. Il fenomeno immortalato nella foto è stato generato da un temporale sopra la provincia di Ancona, ad una quota di circa 100 chilometri dal suolo, e con una diametro stimato di circa 360 chilometri. Lo scatto risulta ancora più incredibile quando scopriamo il fotografo ha realizzato l'immagine dalla sua casa in provincia di Treviso, a più di 280 chilometri in linea d'aria dal cuore del fenomeno.
La strumentazione utilizzata per ottenere una immagine così particolare consiste in una videocamera ad altissima sensibilità (51.200 ISO) che riversa le immagini ad altissima definizione (4K) in un registratore esterno, che permette di tenere in memoria gli ultimi 10 secondi. Quando si effettua lo "scatto", si ottiene quindi un filmato composto da circa 250 fotogrammi, dai quali si possono selezionare quelli che effettivamente mostrano il fenomeno che si voleva immortalare. Ma oltre alla tecnologia, per catturare un'immagine del genere è necessario un studio lungo e approfondito dei fenomeni temporaleschi e delle caratteristiche degli eventi luminosi transitori, in modo da farsi trovare pronti e preparati al momento giusto, per uno scatto davvero incredibile!
Cosa sono gli eventi luminosi transitori?
I fulmini sono fenomeni atmosferici prodotti da una potentissima scarica elettrica tra una nuvola e il suolo o tra due nuvole. La scarica si propaga attraverso l'aria, rendendola incandescente e trasformandola in plasma (uno stato della materia elettricamente carica in cui gli elettroni sono strappati dai nuclei atomici): questa è il lampo visibile del fulmine che ben conosciamo. Ma la scarica elettrica genera anche impulsi elettromagnetici che possono creare altri effetti: questi sono chiamati eventi nella letteratura scientifica Transient Luminous Events (eventi luminosi transitori). Possono prendere molte forme, ma sono tutti estremamente rapidi e quindi incredibilmente difficili da immortalare.
Il primo ad ipotizzare l'esistenza di questi fenomeni elettromagnetici fu il fisico scozzese Charles T.R. Wilson, intorno agli anni '20, ma la loro osservazione fu sporadica fino al 1990, quando vennero fotografati dall'alto dagli astronauti dello Space Shuttle Discovery.
Gli eventi luminosi transitori sono associati ai fulmini più potenti, e si verificano con una frequenza circa 100 volte più bassa rispetto ai lampi dei fulmini che ben conosciamo. Possono essere divisi in varie categorie: red sprites (spiritelli rossi), blue jets (getti blu), e ELVES (un acronimo per Emission of Light and Very Low Frequency perturbations due to Electromagnetic Pulse Sources, ma che significa anche "elfi").
Cosa sono gli ELVES?
Gli ELVES sono fenomeni luminosi transitori generati in rarissimi casi dai fulmini atmosferici. La corrente della scarica elettrica genera un impulso elettromagnetico, tipicamente nella banda delle radiofrequenze, che si espande velocissimo in tutte le direzioni: ad un certo punto, questo intercetta la ionosfera, uno strato dell'atmosfera terrestre ricco di particelle elettricamente cariche, eccitando le molecole di azoto e generando l'emissione di luce. Il risultato è un gigantesco anello di luce rossa in rapidissima espansione, che può raggiungere i 400 chilometri di diametro prima di dissiparsi. La durata del fenomeno è incredibilmente breve: circa 1 millisecondo. Sono quindi necessari accorgimenti particolari per riuscire a fotografare questo rarissimo fenomeno.
Per approfondire, ecco un video che abbiamo realizzato proprio sui fulmini:
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