Fenomeni atmosferici · Indagine

Fantasmi verdi sopra le tempeste: il lampo che la scienza non vedeva

Per pochi decimi di secondo, sopra alcuni sprite rossi compare un bagliore verde. Due studi del 2026 ne ricostruiscono la chimica, ma un precedente spettro ricco di metalli impedisce di chiudere il caso troppo in fretta.

La tempesta era lontana, oltre l'orizzonte. Nel fotogramma, sopra il temporale, un gigantesco pennello rosso si era già spento quando rimase una macchia verde, debole e quasi immobile. Non aveva la forma di un fulmine, non produceva una scia e non somigliava a un oggetto solido. Durò soltanto qualche centesimo o qualche decimo di secondo: abbastanza perché il sensore della macchina fotografica la trattenesse, troppo poco perché un osservatore distratto capisse che cosa aveva visto.

I fotografi di tempeste l'hanno chiamata green ghost, fantasma verde. Il nome è evocativo, ma il fenomeno è reale e misurabile. Nasce ai confini tra mesosfera e bassa termosfera, decine di chilometri sopra i temporali, in una regione che fino a pochi decenni fa sembrava quasi priva di spettacoli elettrici. Nel 2026 due gruppi di ricerca hanno pubblicato modelli indipendenti che spiegano come l'ossigeno possa accendersi proprio lì. La soluzione, tuttavia, non cancella il mistero: mostra piuttosto quanto fosse incompleta la domanda.

Il cielo sopra il cielo

Gli sprite sono lampi atmosferici transitori che compaiono in genere intorno agli 80 chilometri di quota, pochi millisecondi dopo potenti scariche tra nube e suolo. Possono estendersi per decine di chilometri e assumere forme a colonna, carota o medusa. Oggi sono fotografati con regolarità; eppure la prima immagine credibile fu ottenuta soltanto nel 1989, quasi per caso. È un promemoria utile: l'assenza di fotografie non dimostra l'assenza di un fenomeno quando la sua durata, la sua luminosità e la geometria d'osservazione cospirano contro chi guarda.

La NASA ricorda che gli sprite si accendono per un istante sopra i temporali e che molte domande sulla loro formazione restano aperte. Il progetto di citizen science Spritacular, lanciato nel 2022, raccoglie immagini realizzate da osservatori spesso collocati tra 60 e 250 miglia dalla tempesta. È la distanza, paradossalmente, a offrire la visuale migliore: abbastanza lontani da vedere oltre le nubi, abbastanza vicini da registrare un segnale debolissimo.

I fantasmi verdi sono ancora più elusivi. Furono riconosciuti nelle fotografie di cacciatori di tempeste alla fine degli anni Dieci, soprattutto grazie al lavoro di Hank Schyma e Paul Smith. Il bagliore non precede lo sprite e non lo attraversa come un proiettile: appare sopra la sua sommità, dopo che il rosso ha raggiunto le quote più alte, e persiste più a lungo del lampo principale. La sigla proposta dai ricercatori, GHOST, significa Greenish Optical emission from Sprite Tops. È una descrizione prudente: emissione ottica verdastra dalle cime degli sprite. Nessuna creatura e nessuna macchina, dunque, ma neppure un semplice riflesso.

Il colore sotto processo

Il verde atmosferico ha un sospetto naturale: l'ossigeno atomico eccitato. La sua riga a 557,7 nanometri colora le aurore e il debole airglow notturno. Per questo la prima ipotesi era intuitiva: un forte impulso elettromagnetico generato dal fulmine altera temporaneamente la chimica dell'alta atmosfera e porta alcuni atomi di ossigeno in uno stato energetico instabile; quando tornano allo stato precedente, emettono fotoni verdi.

Nel 2023, però, la prima analisi spettroscopica di un fantasma complicò la scena. Lo studio pubblicato su Nature Communications identificò una debole componente dell'ossigeno, ma anche emissioni di ferro e nichel atomici, azoto, ossigeno molecolare ionizzato e tracce di sodio e silicio. Quei metalli possono provenire dalla polvere meteorica che si deposita nell'alta atmosfera. Il verde, quindi, non sembrava raccontare una sola reazione, bensì una miscela chimica innescata dall'elettricità.

Uno spettro è un'impronta, non un censimento universale. Il caso del 2023 dimostrò che almeno un evento conteneva più specie emissive; non stabilì che tutti i fantasmi verdi avessero la stessa composizione.

Questa distinzione è decisiva. La fotografia a colori somma molte lunghezze d'onda e la risposta del sensore non coincide con quella dell'occhio umano. Due bagliori che sembrano simili in una fotografia possono essere prodotti da combinazioni chimiche diverse. Viceversa, un'emissione dominata dall'ossigeno può apparire più o meno verde a seconda dell'esposizione, dell'altitudine dell'osservatore e dell'assorbimento lungo il tragitto.

Due strade per accendere l'ossigeno

Nel 2026 sono arrivati due modelli fisico-chimici complementari. Brandon Smith, Reza Janalizadeh e Victor Pasko, in uno studio pubblicato il 28 maggio su Geophysical Research Letters, hanno simulato il modo in cui forti impulsi elettromagnetici del fulmine modificano la regione sopra gli sprite. Il loro risultato indica due meccanismi, separati soprattutto dall'altitudine.

Sopra circa 84 chilometri, molecole di azoto in uno stato energetico eccitato possono trasferire energia agli atomi di ossigeno presenti nell'ambiente. Sotto quella soglia, fotoni ultravioletti estremi prodotti dal sistema possono dissociare l'ossigeno molecolare e generare ossigeno atomico eccitato. Entrambe le strade conducono allo stesso stato O(¹S), responsabile della riga verde a 557,7 nanometri. Il modello riproduce inoltre una persistenza dell'ordine di 0,2–0,3 secondi, compatibile con le immagini più convincenti.

Un secondo lavoro, pubblicato nel Journal of Geophysical Research: Space Physics, arriva a una suddivisione simile: alle quote inferiori pesa la dissociazione dell'ossigeno molecolare; alle quote più alte prevale il trasferimento di energia dall'azoto eccitato all'ossigeno atomico. Gli autori sottolineano però due variabili poco intuitive. La durata dello stato verde dipende dalla temperatura della bassa termosfera, mentre lo sviluppo dei filamenti dello sprite modifica localmente la regione ionosferica D. Il fantasma non è quindi un semplice «dopo-lampo»: è il prodotto di atmosfera, fulmine e geometria dello sprite.

Questi lavori spiegano in modo convincente come l'ossigeno possa emettere luce verde, ma non trasformano ogni immagine in una prova della medesima reazione. Gli stessi ricercatori chiedono osservazioni spettroscopiche più accurate. La discrepanza con il caso ricco di ferro e nichel del 2023 potrebbe indicare eventi differenti, contributi simultanei oppure limiti dei dati disponibili. È qui che il dossier resta aperto.

Perché li vediamo così raramente

La rarità apparente ha almeno quattro cause. Primo: serve un fulmine sufficientemente intenso da produrre uno sprite capace di raggiungere le quote giuste. Secondo: il segnale verde è molto più debole del rosso sottostante. Terzo: l'atmosfera assorbe e diffonde la luce durante il lungo tragitto obliquo verso l'osservatore. Il modello di Smith e colleghi stima che la trasmissione della riga verde possa essere circa il 42 per cento lungo un percorso verticale di 100 chilometri, ma crollare fino allo 0,6 per cento su 500 chilometri inclinati verso un osservatore al livello del mare; salendo a cinque chilometri di quota, nello stesso scenario, potrebbe arrivare al 17 per cento.

Quarto: la fotocamera deve restare esposta abbastanza a lungo. Un tempo superiore a due o tre decimi di secondo può accumulare il debole bagliore che l'occhio non separa dal fondo del cielo. Per questo un'apparente esplosione di segnalazioni non significa necessariamente che il fenomeno sia aumentato. Può significare che sensori moderni, obiettivi più luminosi e reti di osservatori stanno finalmente campionando una zona del cielo ignorata per secoli.

La NASA ha selezionato un'indagine dedicata proprio all'alone verde sopra sprite e getti giganti, sfruttando il database di Spritacular. L'obiettivo non è soltanto catalogare immagini spettacolari: confrontando orari, fulmini, posizione delle tempeste e caratteristiche delle fotocamere, i ricercatori possono capire quali condizioni producano il segnale e quali artefatti lo imitino. È un esempio raro in cui la citizen science non fa da contorno alla ricerca: procura gli occhi distribuiti che la ricerca, da sola, non potrebbe permettersi.

La scala delle prove

Il mistero che resta

La spiegazione scientifica non svuota il fenomeno; lo rende più sorprendente. Un fulmine sotto l'orizzonte può inviare un impulso nell'alta atmosfera, cambiare per un istante la popolazione elettronica, eccitare azoto e ossigeno, coinvolgere forse atomi lasciati dai meteoroidi e produrre un colore che raggiunge una macchina fotografica a centinaia di chilometri. Tutto accade nel tempo necessario a battere le palpebre.

Il fantasma verde è anche una lezione sul metodo. Prima arriva l'immagine marginale, scattata da chi guarda il cielo per passione. Poi il nome provvisorio. Seguono spettro, modelli, verifiche e divergenze. La scienza non procede cancellando il mistero, ma dividendolo in domande abbastanza precise da poter fallire. Oggi sappiamo come l'ossigeno può accendersi sopra una tempesta; non sappiamo ancora se quella sia l'intera storia.

E forse la parte più inquietante non è che il cielo contenga fantasmi. È che per secoli siano stati sopra di noi, reali e luminosi, mentre nessuno aveva una fotocamera puntata nel posto giusto.

Fonti

• Smith, Janalizadeh, Pasko, “Green Emissions of Atomic Oxygen at Sprite Tops Explained”, Geophysical Research Letters, 28 maggio 2026.
• Celestin et al., “Green Emissions From Sprite Tops”, Journal of Geophysical Research: Space Physics, 2026.
• Passas-Varo et al., “Spectroscopy of a mesospheric ghost reveals iron emissions”, Nature Communications, 2023.
• NASA, Spritacular Citizen Science Project.
• NASA, Spritacular: osservazioni e istruzioni per i citizen scientist.

ADB · Andrea Dal Bon