האש של סנט אלמו היא זוהר כחול מתמשך המופיע מדי פעם ליד חפצים מחודדים במהלך סערות. השם הוא דבר של אי-שמונה לא נכונה, שכן התופעה החשמלית משותפת יותר לברק או לאורות הצפון מאשר עם להבה.
קברניטי הים והשמיים מכירים את האש של סנט אלמו בצורה הטובה ביותר, מכיוון שהאור האתרי כבר מזמן נראה נצמד לתרסיסי הספינות ולאחרונה כנפי מטוסים. ימאים ציינו את המחזה במשך אלפי שנים, אך רק במאה וחצי האחרונות למדו מדענים מספיק על מבנה החומר כדי להבין מדוע התופעה מתרחשת. זה לא אלים או קדושים שמדליקים את האש החידתית, אלא אחד מחמש מצבי החומר: פלזמה.
דיווחים על אורות כחולים מהבהבים באפלוליות מאסדות הספינות הם עוד מימי קדם, כאשר היוונים והרומאים פירשו את המראה כביקורים של התאומים החמורים קסטור ופולוקס. ההצגה של התאומים נחשבת כמושיעה של אלה בסכנה, הייתה מגיעה כסימן מלא תקווה לשייטים העומדים בסערה.
לאחר מכן קיבלה התופעה את שמה המודרני מסנט ארסמוס, או סנט אלמו בקיצור, שחיה במאה השלישית. סנט אלמו זכה לתהילה כקדוש הפטרון של מלחים ומצוקת מעיים, לאחר שלפי הדיווחים נהרג מפיגוע. מלחים התפללו אליו ברגעי מצוקה והמשיכו לפרש את הזוהר של האש של סנט אלמו שרקדו ושחשנו על קצות סירותיהם כאות משמח.
מה גורם לשריפה של סנט אלמו?
הבנה מדעית של שריפת סנט אלמו התאפשרה רק לאחר שהכימאי והפיזיקאי הבריטי וויליאם קרוקס ייצר את מה שכינה "חומר קורן" דרך עבודתו עם צינורות ואקום בשנת 1879. גילוי האלקטרון הגיע שני עשורים לאחר מכן, וחשף כי העולם היה עשויים יותר מאטומים ניטרליים. גילוי שהאטומים מכילים חלקיקים קטנים יותר וטעונים הוכיח חיוני להבנתו של דבר העניין של קרוקס הזיז, והשיק את כל התחום החדש של פיזיקת הפלזמה.
פלזמה מתרחשת כאשר עודף אנרגיה מפרק אטומים בגז נייטרלי ליצירת גז טעון. אחת הדרכים ליצור פלזמה היא באמצעות חום. לדוגמא, חימום של קרח מוצק מפרק גבישים מולקולריים למים נוזליים, ומים נוזלים רותחים משחררים מולקולות מים לעלות כאדים גזים. המשיכו לזרוק אנרגיה לאדים (על ידי חימום אותה מעבר ל- 21,000 מעלות פרנהייט, או 12,000 מעלות צלזיוס, למשל), והאטומים במולקולות המים מתפצלים, מאבדים את האלקטרונים שלהם והופכים ליונים טעונים. נקודה זו מייצגת את המעבר מגז, ענן של חלקיקים ניטרליים, לפלזמה, ענן המכיל חלקיקים טעונים רבים.
חשמל יכול לקרוע מולקולות גז ולהפוך פלזמה ביתר קלות ממה שחום יכול, שהוא המפתח לשריפה של סנט אלמו. במהלך סערה, החיכוך בונה אלקטרונים נוספים בחלקים מסוימים של עננים, ויוצר שדות חשמליים חזקים המגיעים לקרקע. שדה חזק מספיק יכול באופן תיאורטי לפרק אוויר לפלזמה בכל מקום, אך בפועל, נקודות חדות (כמו תורן של ספינה) נוטות לרכז את השדה, להפשיט אלקטרונים מהאטומים ולהשאיר אחריהם יונים טעונים במספרים גבוהים במיוחד ליד חד מקומות.
לאחר שהאוויר סביב תורן הפך חלקית לפלזמה, האש של סנט אלמו זורחת בתהליך שנקרא פריקת קורונה. כאשר השדה החשמלי משליך אלקטרונים מסביב, הם דופקים חלקיקים ניטרליים ומתסיסים את אותם חלקיקים ניטרליים למצב אנרגטי יותר.
תאר לעצמך "איזה בריון שעובר בחצר בית הספר בועט בכל הילדים", אמרה קריסטינה לינץ ', פיזיקאית פלזמה במכללת דארטמות' בניו המפשייר. "כולם מתרגשים ואז הם צריכים להירגע." כדי להתקרר החלקיקים הנרגשים פולטים פוטון של אור עם אנרגיה וצבע מסוימים. עבור חנקן וחמצן, השולטים באטמוספירה של כדור הארץ, פרץ האור שורף כחול וסגול בהתאמה.
האש של סנט אלמו אינה ברק
בזמן שהאש של סנט אלמו נוטה להתרחש בתנאים סוערים, זו תופעה מובחנת מברק. זוהר של ברק מכיל כחול וסגול מאותה סיבה, אך הוא גם מבריק לבן - תערובת של צבעים רבים - כשהוא מחמם את האוויר סביבו.
אורות האורורה הצבעוניים מקבלים את הזוהר שלהם גם מחלקיקים מרגיעים, אם כי האלקטרונים המלהיבים חלקיקים אלה מקבלים בסופו של דבר את האנרגיה שלהם מרוח השמש, ולא מעננים טעונים חשמליים. רבים מבלבלים גם את האש של סנט אלמו עם ברקים בכדור, תופעה ליבון נוספת הידועה במשך אלפי שנים. בעוד שתחומי האור המרחפים נותרו מורגשים בצורה גרועה, שני האירועים דווחו יחד, כמו בחשבון הרים זה משנת 1977, שפורסם בכתב העת Journal of Scientific Exploration:
"ממש מתחתי היה בניין רעוע. יכולתי לראות עדיין לשונות של להבה תכלת בכל נקודה של מסגרת פלדה שבלטה מההריסות. הלהבה הייתה בגדלים שונים. ככל שהנקודה הייתה גבוהה יותר, גדולה יותר הייתה לשון להבה עליו. עדיין נמוך יותר, בגובה של 4,000 עד 4,100 מ ', הברק מהבהב. כדורים כתומים בגודל כדור כדורגל טסו ברוח על רקע עננים שחורים. "
האם האש של סנט אלמו מסוכנת?
למרבה המזל עבור מטיילים ושייטים, האש של סנט אלמו אינה בוערת ולא מהווה סכנה מיידית מעבר למזג האוויר הסוער שעלול להיות עצמו.
עם זאת, על המהנדסים לקחת בחשבון פריקת קורונה בעת תכנון ציוד חשמלי, בעיקר קווי חשמל, מכיוון שמקרים לא רצויים של שריפת סנט אלמו יכולים לזלזל בחשמל רב ערך. כדי למזער את האפקט הזה, קווי כוח רבים למרחקים ארוכים כוללים "טבעות קורונה" דמויות חישוק סביב אזורים מחודדים כמו קצות המגדלים והקטבים. הטבעות הללו מונעות מהשדה החשמלי להתרכז מספיק כדי לייצר הרבה פלזמה.
במקרים אחרים, מהנדסים מצאו דרכים להשתמש בפריקת קורונה לטובתם. התהליך מעורב בייצור אוזון, חומר חיטוי תעשייתי. פריקת קורונה ממלאת תפקיד גם ביצירת המשטחים הטעונים הדרושים בתוך מכונת צילום.
בעוד שחוקרים פירסו את התופעה והביאו אותה לעבודה בטכנולוגיה מודרנית, הזוהר הבלתי מזיק אך שובה הלב של האש של סנט אלמו עדיין יש את הכוח להדהים עוברי אורח, ממש כמו במילניום.
