Un fenomen meteorologic trecut cu vederea produce raze gamma în atmosferă

Efectele electrice ale unei furtuni nu sunt limitate doar la înălțimile din atmosferă. Aproape de sol, atmosfera Pământului vibrează cu unele câmpuri electrice intense care accelerează particulele, aruncând electronii în moduri care forțează atomii să strălucească cu raze gamma.

Din vârful unui munte din Armenia, oamenii de știință au analizat îndeaproape acest misterios fenomen meteorologic.

• Ce au folosit fizicienii pentru a dezvolta lasere mai puternice?
• Voyager 2, tot mai aproape de sfârșit! NASA i-a oprit unul dintre instrumente

La instalația de raze cosmice a Laboratorului Național de Științe Alikhanyan de pe Muntele Aragats, fizicianul Ashot Chilingarian și colegii săi au încercat să înțeleagă fenomenul Thunderstorm Ground Enhancements, sau TGE.

Această intensificare electromagnetică, spune Chilingarian, a fost trecută cu vederea în cercetarea furtunilor – dar ar putea fi o piesă de puzzle în înțelegerea noastră a Universului fizic, de la furtunile de pe Pământ, la razele cosmice care călătoresc pe distanțe mari în spațiu.

TGE constau în câmpuri electrice în atmosferă, generate de furtuni. În cadrul acestor câmpuri electrice, electronii sunt accelerați la viteze mari – viteze apropiate de cea a luminii în vid, sau viteze relativiste.

Acestea sunt cunoscute sub numele de avalanșe relativiste de electroni în fugă, propulsate de câmpul electric atât spre sol, cât și în sus, în atmosferă. Acești electroni sunt cei care produc radiațiile.

Intensificarea electromagnetică, trecută cu vederea în cercetarea furtunilor

Atunci când încetinesc brusc, deviați de o coliziune cu un nucleu atomic din atmosferă, pierderea de energie se manifestă sub formă de raze gamma – o formă de radiație cunoscută sub numele de radiație bremsstrahlung.

Folosind rețeaua lor de detectoare, Chilingarian și colegii săi au colectat date despre furtunile din Europa în 2023, efectuând măsurători detaliate ale electronilor și ale radiațiilor gamma care au avut loc în timpul celor 56 de TGE-uri intense pe care le-au înregistrat.

Cele mai intense TGE au avut loc în principal în perioada mai-iulie, iar cea mai puternică a fost înregistrată pe muntele Lomnický štít din Slovacia în luna mai. Pentru acest eveniment, fluxul de particule a fost de 100 de ori mai mare decât nivelul normal, de vreme bună. În total, au existat șapte evenimente care au depășit fluxul de vreme normală cu mai mult de 75 %.

În mod surprinzător, cercetătorii au constatat, de asemenea, că, de fapt, câmpul electric este mult mai aproape de sol decât se așteptau să găsească. Ei au măsurat o intensitate puternică a câmpului electric până la 50 de metri, deasupra solului.

Măsurători detaliate ale electronilor și ale radiațiilor gamma

Consistența accelerației, capabilă să mențină fluxul de particule timp de câteva minute, precum și înălțimea redusă a câmpului electric, dezvăluie noi detalii despre structura câmpurilor electrice atmosferice și a furtunilor, pe care nu le știam până acum.

De exemplu, TGE ar putea oferi o cale prin care fulgerele pot ajunge la sol. Și rolul lor în geofizică trebuie investigat. Cercetătorii au pus la dispoziția comunității științifice o bază de date TGE cu acces liber pentru a o explora și analiza.

Cercetările lor privind furtunile sunt doar o parte a activității desfășurate pe Aragats. Soarele se apropie de maximul solar, vârful ciclului său de activitate, trimițând în spațiu particule propulsate de ejecțiile de masă coronală, scrie ScienceAlert.

Chilingarian și colegii săi au detectat, de asemenea, evenimente solare cu ajutorul echipamentului de pe vârful muntelui.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Oamenii de știință au descoperit razele gamma cu cea mai mare energie din Univers

Astronomii au surprins o explozie de raze gamma în timpul morții unei stele masive

O animație halucinantă dezvăluie cum ar arăta Universul dacă am putea vedea razele gamma

Eclipsele de raze gamma au fost observate pentru prima dată