Oamenii de știință raportează prima observație a unei explozii de raze gamma provocată de un fulger

Oamenii de știință au observat o explozie intensă de radiații în momentul coliziunii a două fulgere. Un studiu condus de Universitatea din Osaka (Japonia) a observat fenomenul folosind un sistem multi-senzor. Cunoscut sub numele de flash terestru de raze gamma (TGF), acest val intens de radiații s-a sincronizat cu o descărcare electrică.

Cercetătorii au emis anterior ipoteza că TGFs apar în timpul descărcărilor de fulger, ca urmare a accelerării electronilor la viteze foarte mari. Totuși, natura extrem de scurtă a fenomenului — de ordinul zecilor de microsecunde — a îngreunat confirmarea acestei ipoteze.

• Vantablack, „cel mai negru negru”, ar putea salva astronomia
• Un studiu aduce vești bune: Riscul de demență scade în rândul generațiilor mai tinere

Echipa a montat un sistem avansat de senzori pentru a observa TGFs generate de furtuni electrice în orașul Kanazawa, prefectura Ishikawa, folosind senzori optici, de frecvență radio și de radiație de înaltă energie.

„Posibilitatea de a studia procese extreme precum TGFs ne ajută să înțelegem mai bine procesele de înaltă energie din atmosfera Pământului”, a explicat Yuuki Wada, autorul principal al studiului.

Cercetătorii au observat două trasee de descărcare: unul coborând din nor spre turnul de transmisie și altul urcând din sens opus.

Descărcările electrice pot produce emisii tranzitorii de raze gamma

Au descoperit că un TGF a avut loc chiar înainte ca cele două trasee să se întâlnească, moment în care s-a creat un câmp electric extrem de concentrat, ce a accelerat electronii din aer aproape de viteza luminii.

Echipa de cercetare a subliniat că primul foton TGF a fost observat cu 31 microsecunde înainte de coliziunea traseelor, iar explozia completă a durat 20 microsecunde după întâlnirea lor, formând descărcarea finală.

Publicat în revista Science Advances, studiul arată că descărcările de fulger pot genera emisii tranzitorii de raze gamma — TGFs — provenite din electroni accelerați la energii relativiste în câmpuri electrice puternice.

Cercetarea explică modul în care fulgerele produc un număr imens de electroni relativiști în atmosferă densă.

„Prezentăm faptul că, datorită observațiilor la sol cu măsurători optice, radio și de înaltă energie, focalizate pe turnuri de transmisie TV din Kanazawa, Japonia, un TGF și o descărcare nor-sol de −56 kA au avut loc atunci când un canal conducător negativ descendent s-a ciocnit cu un canal conducător pozitiv ascendent provenit din turn”, au precizat cercetătorii.

O observație cu o valoare științifică critică

Această observație oferă date esențiale pentru înțelegerea misterului de lungă durată privind modul în care fulgerele generează suficientă energie pentru a produce raze gamma — un fenomen asociat în mod obișnuit cu evenimente cosmice precum supernovele sau jeturile din găurile negre.

Harufumi Tsuchiya, autor principal, a subliniat că observațiile multi-senzor realizate în acest studiu sunt primele de acest fel în lume; deși unele mistere persistă, această tehnică ne-a apropiat mai mult de înțelegerea mecanismului din spatele acestor explozii fascinante de radiații, scrie InterestingEngineering.

Studiul oferă nu doar o privire rară în mecanismele interne ale fulgerului, ci și date valoroase ce pot fi utilizate pentru a îmbunătăți siguranța și rezistența structurilor vulnerabile la fenomene atmosferice de înaltă energie.

Vă recomandăm să mai citiți și:

O gaură neagră uriașă emite raze gamma de miliarde de ori mai puternice decât lumina vizibilă

O explozie rară de raze gamma, declanșată de gaura neagră supermasivă din centrul Messier 87

Cercetătorii au detectat raze gamma record în „inima” Căii Lactee

Un fenomen meteorologic trecut cu vederea produce raze gamma în atmosferă