Burza bulgocze i wrze od promieniowania radioaktywnego?
Naukowcy z Uniwersytetu w Bergen zbadali potężne burze tropikalne w zupełnie nowy sposób – obserwując je z góry, ale znacznie bliżej, niż pozwala na to przestrzeń kosmiczna, przy użyciu samolotów.
Naukowcy odkryli nowe zjawiska radiacyjne, które trwają dłużej niż wcześniej sądzono. Na przykład zaobserwowali promieniowanie gamma tworzące się w chmurach, którego intensywność gwałtownie wzrastała, a następnie szybko zanikała – prawdopodobnie dlatego, że jest ono ściśle związane z piorunami.
Naukowcy opisują promieniowanie jako „bulgoczące kotły” promieniowania gamma.
Najnowsze badania wykazały, że promieniowanie gamma trwa znacznie dłużej i obejmuje znacznie większy obszar, niż wcześniej sądzono.
– Chmury świecą promieniowaniem gamma o niskiej intensywności. Wykonaliśmy pomiary nad burzą, która bulgotała przez trzy godziny, nieprzerwanie podczas pomiaru – powiedział profesor Nikolai Østgaard z Wydziału Fizyki i Technologii Uniwersytetu w Bergen.
Østgaard wraz ze swoim kolegą Martino Marisaldim opisał szczegółowo te najnowsze obserwacje tropikalnych chmur burzowych w dwóch ostatnich artykułach w czasopiśmie Nature.
Do badań wykorzystali samolot szpiegowski U-2, zwany ER-2 i obsługiwany przez NASA. Ten samolot może latać na ekstremalnie dużych wysokościach, co pozwala mu zbierać dane wysoko nad dużymi chmurami burzowymi nad Zatoką Meksykańską i Florydą, które sięgały ponad 17 kilometrów wysokości. Dla porównania, samoloty komercyjne latają na wysokości około 10 kilometrów nad poziomem morza.
Według nowych badań intensywne, krótkotrwałe błyski promieniowania gamma zdarzają się znacznie częściej, niż wcześniej sądzono. Jak wyjaśnia Østgaard, wcześniejsze szacunki oparte na pomiarach wykonanych w kosmosie wskazywały, że na każde 10 000 uderzeń pioruna przypadał jeden rozbłysk gamma. Jednak nowe dane pokazują, że rozbłyski gamma zdarzają się co najmniej sto razy częściej, co oznacza, że silne błyski gamma są regularnym elementem burz.
-To część przełomu. Te zjawiska kiedyś uważano za rzadkie i egzotyczne – dodał Østgaard.
Wewnątrz chmur burzowych tworzą się niezwykle silne pola elektryczne. Są to pola, które rozładowują się podczas uderzenia pioruna. Te pola elektryczne działają również jako naturalne akceleratory cząstek. Elektrony, które wchodzą w te pola, są przyspieszane do niewiarygodnych prędkości, zbliżających się do prędkości światła. Gdy elektrony zderzają się z wodą, azotem i tlenem w chmurach, zderzenia te są tak energetyczne, że emitują lekkie cząstki o najwyższej możliwej energii: promieniowanie gamma.
Promieniowanie to rozprzestrzenia się w chmurze, wytwarzając więcej promieni gamma – a nawet promieni gamma z antymaterii, która tworzy się i znika na skutek energii powstającej w tych zderzeniach.
– Wkrótce po osiągnięciu szczytu promieniowania zaobserwowaliśmy intensywną aktywność piorunów – powiedział naukowiec.
Nowe badania nie analizują dokładnego związku między tymi zdarzeniami ani roli, jaką odgrywają w powstawaniu piorunów w chmurach.
Amerykański fizyk Joseph Dwyer z University of New Hampshire skomentował badania w czasopiśmie Nature, podkreślając, że odkrycia te nie tylko pokazują, w jaki sposób różne zjawiska są ze sobą powiązane, ale także sugerują potencjalne implikacje dotyczące sposobu, w jaki pioruny powstają wewnątrz chmur.
Źródło: sciencenorway.no
Czytaj też: Zagadkowy pochówek znaleziony w Belgii
Grafika tytułowa: Andras Kovacs / Unsplash
