22. oktober 2017 ga stormskyer som samlet seg over det sentrale USA et lynnedslag så enormt at det opplyste himmelen over Texas, Oklahoma og Kansas. Horisontalt som spenner over 500 mil (500 kilometer) over disse tre delstatene, var støpet så enestående at en gruppe forskere skrev en studie om den og beskrev den som en "megaflash": Det var en av de lengste lynnedslagene som noen gang er registrert.
Vanlige lynnedslag måler vanligvis mellom 1 og 20 mil (1 og 20 km) i lengde. Men som stadig mer sofistikerte kartleggingsteknikker har avslørt, knitrer noen virkelig kolossale bolter over hodene våre. Disse nylige funnene reiser et interessant spørsmål: Hvor stort kan lynet faktisk bli? Og skal vi være bekymret for disse atmosfæriske tungvektene?
Lyn oppstår i stormskyer når sterk positiv ladning utvikler seg i en region av skyen og sterk negativ ladning utvikler seg i en annen, og skaper elektriske krefter mellom dem. "Et lyn blir igangsatt i et område der de elektriske kreftene er ekstremt sterke. De blir sterke nok til at luften ikke tåler den elektriske kraften lenger og bryter sammen," sier Don MacGorman, fysiker og seniorforsker ved National Ocean og Atmospheric Administration (NOAA), og en forfatter av papiret om megaflashen i 2017.
Det betyr at når den elektriske kraften vokser, bryter den luftens isolasjonsevne, noe som vanligvis holder områder med ulik ladning adskilt fra hverandre. Forskere tror dette skjer fordi oppbyggingen av den overdreven elektriske kraften begynner å akselerere frie elektroner i luften - de som ikke er knyttet til et atom eller et molekyl - som igjen slår andre elektroner løs fra atomene og molekylene, forklarte MacGorman. Dette fortsetter, og akselererer flere og flere elektroner: "Forskere kaller denne prosessen et elektronskred, og det er hva vi mener når vi sier at luften bryter sammen," sa MacGorman til Live Science.
Dette skaper etter hvert en veldig varm kanal i luften som fungerer som en ledning, hvis ender vokser utover mot de positive og negative ladningene som forårsaket sammenbruddet. Den voksende kanalen kobler til slutt de positive og negative ladningene, og når den gjør det, utløser den enorme elektriske strømmen vi kjenner som et lyn.
"Tenk på det som en gigantisk gnist som har vokst gjennom skyen," sa MacGorman.
Noen ganger har ikke den nedre regionen av en sky, som vanligvis inneholder positiv ladning, nok lading på egenhånd til å stoppe kanalen. Så lynet fortsetter å vokse, og strekker seg nedover mot bakken. Når den gjør det, trekker den en gnist oppover fra bakken for å møte den - og utløser et lynnedslag med enorme elektriske strømmer som transporterer noe av stormens ladning til bakken. Disse sky-til-bakken kanaler er det de fleste av oss ofte ser på når vi tenker på lyn; de livlige gaflene som treffer Jorden.
Men hvilke faktorer begrenser størrelsen på disse massive boltene?
Forskere har prøvd å svare på dette spørsmålet i flere tiår. Vertikalt er omfanget av et blitz begrenset av høyden på en stormsky, eller avstanden fra bakken til dens høydepunkt - som er omtrent 20 km (20 km) på det høyeste. Men horisontalt gir et omfattende skysystem mye mer rom å leke med.
Tilbake i 1956 demonstrerte en meteorolog ved navn Myron Ligda dette da han brukte radar for å oppdage den lengste lynnedslag noen noensinne hadde registrert på det tidspunktet: en bolt som strøk over 100 km.
I 2007 brøt forskere rekorden ved å identifisere et glimt over staten Oklahoma som målte 326 km lang. Den nylige studien av MacGorman og hans kolleger slo dette tallet ut av parken. Lyset som ble avgitt av denne blitsen var så sterkt at det belyste et grunnareal på 67 845 kvadratkilometer, beregnet forskerne. Men til og med den blitsen er nå overgått: En annen nylig studie i tidsskriftet JGR Atmospheres beskrev en blits på 673 km.
Slike megaflash er sjeldne. Men nå som vi har teknologien til å oppdage dem, finner vi dem oftere. I stedet for kun å stole på bakkebaserte systemer som bruker antenner og radar for å oppdage lyn, har eksperter begynt å observere det fra et helt annet utsiktspunkt: satellitter. Begge de siste rekordglimrende blitzene ble målt ved hjelp av teknologi som kalles en Geostationary Lightning Mapper, en sensor som er til stede på to satellitter som kretser rundt Jorden, som gir et ekspansivt bilde av stormsystemene nedenfor.
"Det systemet reagerer på lyset som sendes ut fra en skyplate, så vi ser lyset fra lynet blinke og kan kartlegge det, stort sett over hele denne halvkule," sa MacGorman.
Kombinert med data fra et bakkebasert system kalt Lightning Mapping Array, malte disse høye oppløsningene visuelle satellittdata et bilde av den enorme omfanget av lynet i oktober 2017.
Imidlertid er vi fremdeles i mørket om nøyaktig hvordan disse enorme elektriske belysningene vokser så lenge. Forskere mener at skystørrelse er en faktor, fordi jo større skysystemet er, desto større potensiale er det for at lynet oppstår i det. MacGorman legger også til, er visse "mesoskala-prosesser - storskala vindstrømmer som gjør at systemet kan bindes sammen for å vedvare i lang tid."
Så med scenen satt av disse monsterskyene, hva skjer egentlig i dem? "Disse megaflashene ser ut til å være som en kontinuerlig sekvens av utslipp i veldig nær rekkefølge," sa Christopher Emersic, en forsker som studerer elektrisitet i tordenvær ved University of Manchester, i Storbritannia ...
Han antar at hvis et skysystem er høyt ladet over et stort område, kan en serie utslipp forplante seg gjennom det som en linje med fallende dominoer. "Hvis dominoer er satt opp uten for stort gap, utløser man en annen i en stor serie med velter. Ellers 'mislykkes', og i dette tilfellet får du bare en mindre romlig lynhendelse i stedet for en megaflash," Emersic fortalte Live Science.
Jo større foreldre sky, jo større mulighet er det for utslippet til å fortsette å forplante seg. "Derfor kan megaflash i prinsippet være like stor som overordnet sky, dersom ladestrukturen er gunstig," sa Emersic.
Det betyr også at det sannsynligvis er mye større blinker der ute enn vi allerede har sett. "Stormer kan bli større enn," sa MacGorman.
Med andre ord, vi vet fremdeles ikke nøyaktig hvor stor den største lynnedslaget kan være.
Til tross for det apokalyptiske bildet de maler, er ikke flasker nødvendigvis farligere enn vanlig lyn: "En romlig omfattende blitz betyr ikke nødvendigvis at den bærer mer energi," forklarte Emersic.
Når det er sagt, fordi skysystemene de kommer fra er så store, kan megaflash-streik være vanskelig å forutsi.
"Slike hendelser kan ofte føre til markstreik langt unna den viktigste lynaktiviteten i den konvektive kjernen," sa Emersic. "Noen på bakken kunne tro at stormen har passert, men bli overrasket av en av disse romlig omfattende utslippene tilsynelatende ingensteds."
Det er også mulig at i en oppvarmende verden kan det være en uptick i de typer stormer som gir opphav til megaflash, sa Emersic. "Og så indirekte, det kan gjøre forholdene mer sannsynlige og derved øke frekvensen."
Foreløpig er ikke megaflash så vanlig: MacGorman anslår at de bare utgjør omtrent 1% av lynnedslagene totalt sett. Likevel vil forskere som ham fortsette med å jakte - og uten tvil oppdage - enda større skamler som vi kan undre oss over.
