Az 1990-es években a NASA műholdjai szokatlan gamma-sugárzás kitöréseket észleltek, amelyek nem a világűrből, hanem a Földről származtak. A kutatók hamar rájöttek, hogy ez a jelenség a viharokkal áll összefüggésben, de sok kérdés megválaszolatlan maradt.
A műholdak eredetileg a világűr megfigyelésére készültek, nem pedig a Föld légkörének elemzésére. Az adatok gyűjtése így véletlenszerű volt, hiszen csak akkor álltak rendelkezésre, ha a szatellitek egy vihar idején épp a megfelelő helyzetben pásztázták az ismeretlent.
A tudósok ezért más adatgyűjtési módszerekhez folyamodtak, és repülőgépes megfigyelésekbe kezdtek. Ennek során újabb, kapcsolódó jelenséget fedeztek fel: felhőkből származó, halvány gamma-sugárzást, amely már kitörés nélkül jelent meg, mintha csak „párolgott” volna a felhőkből.
Az eredmények érdekessége, hogy nem minden esetben sikerült kimutatni egyértelmű sugárzást. Egyes megfigyelő repülőgépek nem észleltek radioaktivitást, míg mások igen. Steve Cummer, a Duke Egyetem tudósa és a kutatást bemutató két új tanulmány társszerzője szerint a legfrissebb kutatás célzottan arra irányult, hogy végérvényesen megválaszolja az égető kérdéseket.
Viharvadász repülővel vizsgálták a zivatarokat
A tudományos munka akkor kapott új lendületet, amikor bevetették a NASA ER-2 magaslégköri kutatógépét, amely a híres U2 kémrepülőgépre épült, de tudományos műszerekkel volt felszerelve. Ez a repülőgép kétszer olyan magasra képes emelkedni, mint egy kereskedelmi gép, és gyorsaságának köszönhetően bármelyik vihart könnyen követni tudja.
Az eredményekből kiderült, hogy a gamma-sugárzás sokkal gyakrabban fordul elő a zivatarokban, mint azt korábban gondolták. A megfigyelések során tízből kilenc alkalommal alacsony szintű, folyamatos gamma-sugárzást észleltek a megfigyelt viharcellákban Florida déli partjainál. A kutatók azért választották a part menti viharokat, mert azok erőteljesebbek.
Cummer elmagyarázta, hogy sokkal több folyamat zajlik a zivatarokban, mint azt korábban sejtették. Valójában minden nagy vihar gamma-sugarakat generál, különféle formákban.
A gamma-sugárzás keletkezésének fizikai mechanizmusa viszonylag jól ismert. A felhőkben lévő vízcseppek vagy jég részecskéi egymáshoz dörzsölődnek, és ezáltal elektromos töltés keletkezik. A pozitív ionok felfelé, a negatívak lefelé mozognak a viharban, és így létrejön egy erős elektromos mező, amely felgyorsítja a szabadon sodródó elektronokat. Ezek az elektronok az ütközések során gamma-sugarakat és más részecskéket, például antianyagot hoznak létre.
A kutatók számára azonban továbbra is kérdéses, hogy mit jelent a zivatarokban megfigyelt gamma-sugárzás a már meglévő viharok fizikájára nézve. A csapat azt feltételezi, hogy a lassú gamma-sugárzás nagyjából hasonlóan működhet, mint a gőz, amely felszabadítja a viharból az energiát, hogy az ne halmozódjon fel túlságosan.
Ezenkívül a kutatók két új gamma-kitörési típust is felfedeztek. Az egyiket „villódzó gamma-villanásnak” nevezték el, amely mindössze egy ezredmásodpercig tartott, míg a másik tíz gamma-kitörést produkált tizedmásodperces időközönként.
Mennyire jelent veszélyt az emberre?
Bár ezek a gamma-kitörések rendkívül gyorsak, a tudósok szerint – a többi, természetes eredetű radioaktív sugárzáshoz hasonlóan – nem jelentenek veszélyt az emberekre. A viharos felhőkön való átrepülés egyéb ismert veszélyei, például a turbulencia és az erős szél, sokkal veszélyesebbek, mint a kis mennyiségű gamma-sugárzás.
A kutatást összefoglaló tanulmányt 2024. október 2-án tették közzé a Nature folyóiratban. A felfedezés új kapukat nyit meg a zivatarokkal kapcsolatos tudományos ismeretek bővítése felé.
Kapcsolódó cikkünk: A gravitációs hullámok segítségével felfedhetők az idegen űrhajók
A kutatás azért számít jelentősnek, mert rávilágít, hogy még azokról a dolgokról is derülhetnek ki újdonságok, amelyekről azt hisszük, hogy már mindent tudunk. A tudósok rájöttek, hogy a zivatarok sokkal bonyolultabbak és „sugárzóbbak”, mint azt korábban gondolták, és hogy a gamma-sugárzás nem csupán egy ritka jelenség, hanem szinte minden nagyobb zivatar velejárója. A gamma-sugárzás megértése hozzájárulhat ahhoz, hogy jobban megismerjük a zivatarok működését és annak hatásait a Föld atmoszférájára.
Érdekelhet még: Új vércsoportot fedeztek fel a tudósok, ezt kell tudni róla
Hungarian 