Fyzici objavili novú formu rádioaktívneho gama žiarenia, ktoré sa vynára z tropických búrok.
Rozvetvený blesk. Zdroj: iStock.com/shujaa_777
Prelety v starom špionážnom lietadle z dielne NASA zaznamenali silné záblesky gama žiarenia, ktoré by mohli pomôcť vysvetliť príčinu blesku.
Fyzici objavili novú formu rádioaktívneho γ (gama) žiarenia, ktoré sa vynára z tropických búrok, a odhalili, že takéto neviditeľné výbuchy energie sú na celej Zemi bežnejšie, než si pôvodne mysleli. Tento jav je opísaný v dvoch štúdiách, publikovaných v časopise Nature z 2. októbra.
„V búrkach sa deje oveľa viac, ako sme si kedy predstavovali,“ vysvetlil Steve Cummer, významný profesor inžinierstva Williama H. Younga na Duke University a spoluautor oboch štúdií. „Ako sa ukázalo, v podstate všetky veľké búrky generujú gama lúče po celý deň v mnohých rôznych formách.“
Gama žiarenie, ktoré má vyššiu energiu ako röntgenové žiarenie, sa nachádza okolo čiernych dier a iných extrémnych kozmických javov. Je ho vidieť aj na Zemi a jeho pôvod by mohol pomôcť vysvetliť, čo iniciuje blesky. Spúšťač blesku zostal po stáročia záhadou, pretože výskumy sa snažia odhaliť elektrické polia dostatočne silné na to, aby ho spustili.
Ilustrácia lietadla U-2 nad žiariacou búrkou. Zdroj: The ALOFT team/Mount Visual
Ako vriaci hrniec
Výskumná skupina vedená vedcami z Bergenskej univerzity v Nórsku urobila objavy pomocou prístrojov na vysokohorskom špionážnom lietadle U-2 z obdobia studenej vojny, ktoré NASA vybavila potrebnými prvkami. Jednopilotné lietadlo uskutočnilo v roku 2023 desať letov vo vzdialenosti 1,5 kilometra nad búrkami v Karibiku a Strednej Amerike.
Vedci predtým zdokumentovali dva druhy gama žiarení v búrkach – sekundové záblesky a záblesky s vyššou intenzitou známe ako pozemské záblesky γ-lúčov (TGF), ktoré trvajú len milióntiny sekundy. Mechanizmy za nimi zatiaľ nie sú úplne pochopené, rovnako ako ich vzťah.
Detektory na palube lietadla zaznamenali oba typy žiarenia, ktoré sa objavili v tej istej búrke. Zaevidovali okolo 500 žiar a 130 TGF, čo je oveľa viac, ako očakávali. Žiarenie sa navyše vymykalo aj iným predpokladom. Namiesto kontinuálneho bzučania radiácia prudko stúpala a klesala ponad oblasť širokú asi 100 kilometrov, čo pripomínalo hrniec s vriacou vodou.
Oba druhy žiarenia boli predtým pozorované len zriedka. „Zistili sme, že počas tropických búrok sú naozaj veľmi bežné,“ uviedol Martino Marisaldi, spoluautor a vysokoenergetický atmosférický fyzik na Bergenskej univerzite.
Nový typ gama žiarenia
Tím však zaznamenal aj 24 prípadov nového druhu gama žiarenia – blikajúci záblesk. Tieto impulzy vzišli zo žiary a trvali až 250 milisekúnd, pričom mali niektoré znaky ostatných dvoch typov žiarenia. Žiarenie počas každého záblesku prudko vzrástlo asi tucetkrát za približne jednu desatinu sekundy.
Toto novopozorované žiarenie by mohlo byť kľúčom k pochopeniu, ako vzniká γ žiarenie na Zemi. Vedci vedia už od 80. rokov minulého storočia, že búrky môžu vyžarovať γ lúče. Stáva sa to, keď sa elektrické polia okolo 100 miliónov voltov vyvinú vo víriacich sa oblakoch, čím sa vytvorí prirodzený urýchľovač častíc. Keď sa kaskády elektrónov, ktoré sa približujú rýchlosťou blízkou rýchlosti svetla, zrazia s molekulami vzduchu, uvoľnia γ žiarenie. Ale odkiaľ pochádza toľko týchto elektrónov, zostáva neisté.
Zdroj: Nature
(LDS)
