Για πρώτη φορά παρατηρήθηκε έκλαμψη γάμμα κατά τη διάρκεια κεραυνού

Ένα εντυπωσιακό φυσικό φαινόμενο κατάφεραν να καταγράψουν για πρώτη φορά Ιάπωνες επιστήμονες: την εκπομπή ακτίνων γάμμα κατά τη διάρκεια κεραυνού. Η πρωτοποριακή αυτή παρατήρηση προήλθε από ερευνητική ομάδα του University of Osaka και δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Science Advances, σηματοδοτώντας ένα σημαντικό βήμα στην κατανόηση των ακραίων ενεργειακών φαινομένων που συμβαίνουν στην ατμόσφαιρα της Γης.

Η παρατήρηση έγινε στην πόλη Kanazawa, στην επαρχία Ishikawa, μέσω ενός σύνθετου δικτύου αισθητήρων που είχαν εγκατασταθεί για την ανίχνευση οπτικών, ραδιοφωνικών και υψηλής ενέργειας ακτινοβολιών. Χάρη σε αυτή τη συνδυαστική μεθοδολογία, οι επιστήμονες κατάφεραν να καταγράψουν με λεπτομέρεια τη διαδικασία που οδήγησε στη δημιουργία ενός “terrestrial gamma-ray flash” (TGF), δηλαδή μιας επίγειας έκλαμψης γάμμα.

Το φαινόμενο σημειώθηκε όταν δύο ηλεκτρικές εκκενώσεις – μία κατερχόμενη από το νέφος και μία ανοδική από τηλεοπτικό πύργο – συγκρούστηκαν. Η έκλαμψη γάμμα καταγράφηκε λίγο πριν την ένωση των δύο αυτών καναλιών εκκένωσης και διήρκεσε μόλις 50 microseconds: τα 31 microseconds πριν την επαφή και τα 20 μετά. Μέσα σε αυτό το εξαιρετικά σύντομο χρονικό διάστημα, δημιουργήθηκε ένα έντονα συγκεντρωμένο ηλεκτρικό πεδίο, ικανό να επιταχύνει τα ηλεκτρόνια του αέρα σε ταχύτητες που προσεγγίζουν εκείνη του φωτός.

Μέχρι σήμερα, η σύνδεση μεταξύ κεραυνών και έκλαμψης γάμμα είχε προταθεί μόνο θεωρητικά. Η εξαιρετικά μικρή διάρκεια του φαινομένου είχε καταστήσει δύσκολη την άμεση επιβεβαίωσή του. Η συγκεκριμένη καταγραφή αποτελεί έναν από τους πρώτους πειραματικούς συσχετισμούς που επιβεβαιώνουν το φαινόμενο, καλύπτοντας ένα σημαντικό κενό στη γνώση γύρω από τις ενεργειακές διαδικασίες της Γης.

Η καταγεγραμμένη ηλεκτρική εκκένωση είχε ένταση 56 κιλοαμπέρ, γεγονός που συνέβαλε καθοριστικά στην επιτάχυνση των ηλεκτρονίων. Αξίζει να σημειωθεί ότι μέχρι πρότινος, τέτοιου είδους εκπομπές ακτίνων γάμμα θεωρούνταν αποκλειστικό χαρακτηριστικό κοσμικών φαινομένων – όπως οι υπερκαινοφανείς αστέρες ή οι μαύρες τρύπες – κάτι που καθιστά ακόμη πιο εντυπωσιακή τη διαπίστωση ότι μπορεί να προκύψουν στην ίδια μας την ατμόσφαιρα.

Ο Yuuki Wada, κύριος συγγραφέας της μελέτης, υπογράμμισε τη σημασία της δυνατότητας να αναλύονται τέτοιες ακραίες διαδικασίες απευθείας στη Γη. Η παρατήρηση των επίγειων εκλάμψεων γάμμα μπορεί να προσφέρει πολύτιμα δεδομένα για την ανάπτυξη ακριβέστερων μοντέλων της συμπεριφοράς των κεραυνών και της αλληλεπίδρασής τους με τεχνητές κατασκευές.

Ο Harufumi Tsuchiya, ανώτερος ερευνητής της μελέτης, χαρακτήρισε την ανακάλυψη ως αποφασιστικό βήμα για την κατανόηση των δυναμικών των ηλεκτρικών καταιγίδων και επισήμανε ότι ανοίγει νέους ορίζοντες στην έρευνα ακραίων ατμοσφαιρικών φαινομένων. Τα δεδομένα που συλλέχθηκαν θα μπορούσαν στο μέλλον να συμβάλουν στη βελτίωση της ασφάλειας κτηρίων και υποδομών που εκτίθενται σε κινδύνους από υψηλής ενέργειας εκκενώσεις.

Η συγκεκριμένη ανακάλυψη όχι μόνο αποκαλύπτει τι συμβαίνει κατά τη διάρκεια μιας ισχυρής καταιγίδας, αλλά ταυτόχρονα διευρύνει το ερευνητικό πεδίο γύρω από τις εκλάμψεις γάμμα, αποδεικνύοντας ότι η Γη μπορεί να δημιουργήσει φαινόμενα ανάλογης ισχύος με αυτά του βαθέως Διαστήματος.

[via]