Ακτίνες Γάμμα από τον ουρανό: Η επιστήμη αποκαλύπτει τη σύνδεση με τους κεραυνούς

Για πρώτη φορά στην ιστορία της επιστημονικής έρευνας, καταγράφηκε η ακριβής στιγμή κατά την οποία δύο ηλεκτρικά ρεύματα συγκρούονται και δημιουργούν έναν κεραυνό, αποκαλύπτοντας ταυτόχρονα τον ρόλο αυτής της διαδικασίας στη δημιουργία ισχυρών εκλάμψεων ακτίνων γάμμα εδώ στη Γη.

Η ανακάλυψη αυτή, που δημοσιεύθηκε στο Science Advances, προσφέρει αδιάσειστα στοιχεία πως οι λεγόμενες επίγειες εκλάμψεις ακτίνων γάμμα (TGF – terrestrial gamma-ray flashes), συνδέονται άμεσα με τα ηλεκτρικά φαινόμενα των καταιγίδων. Η ερευνητική ομάδα, με επικεφαλής τον φυσικό Yuuki Wada από το Πανεπιστήμιο της Οσάκα στην Ιαπωνία, κατέγραψε τη διαδικασία με ένα προηγμένο δίκτυο αισθητήρων, σε πολλαπλά μήκη κύματος και με ακρίβεια μικροδευτερολέπτου.

Ηλεκτρικά Πεδία και Ηλεκτρόνια με Σχεδόν Φωτεινή Ταχύτητα

Το φαινόμενο ξεκινά όταν σχηματίζεται ένας «πρωτοπόρος κεραυνός», δηλαδή ένα ρεύμα που δημιουργεί ένα ιονισμένο κανάλι στον αέρα. Αυτό το κανάλι μπορεί να ξεκινήσει είτε από τα σύννεφα προς το έδαφος είτε αντίστροφα, από το έδαφος προς τα πάνω, ειδικά σε σημεία με μεταλλικές δομές όπως πύργοι.

Καθώς δύο τέτοια ρεύματα –το ένα θετικά και το άλλο αρνητικά φορτισμένο– πλησιάζουν για να συναντηθούν, δημιουργείται ένα εξαιρετικά ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο μεταξύ τους. Εκεί, τα ηλεκτρόνια επιταχύνονται σχεδόν στην ταχύτητα του φωτός. Όταν αυτά τα ταχύτατα ηλεκτρόνια συγκρούονται με μόρια της ατμόσφαιρας, χάνουν ενέργεια και εκπέμπουν φωτόνια ακτίνων γάμμα, την πιο ενεργητική μορφή φωτός.

Η Στιγμή της Έκρηξης: Χρονισμός Μικροδευτερολέπτων

Σύμφωνα με τις παρατηρήσεις, το πρώτο φωτόνιο ακτίνων γάμμα εμφανίστηκε 31 μικροδευτερόλεπτα πριν από τη σύγκρουση των δύο κεραυνών. Η έκλαμψη TGF ολοκληρώθηκε περίπου 20 μικροδευτερόλεπτα μετά τη σύγκρουση. Χρονικά αμελητέα για τον άνθρωπο, αλλά κομβικά για την επιστήμη.

Το πείραμα πραγματοποιήθηκε στην Καναζάβα, στην Ιαπωνία, και βασίστηκε σε μια συσκευή που καταγράφει οπτικά, ραδιοφωνικά και υψηλής ενέργειας σήματα – παρέχοντας τη δυνατότητα ανάλυσης αυτών των υπερταχέων και σύνθετων φαινομένων.

Τι Σημαίνει Αυτό για τη Φυσική και την Αστρονομία

Η παρατήρηση αυτή δεν είναι απλώς μία εντυπωσιακή απόδειξη του τι μπορεί να συμβεί μέσα σε μια καταιγίδα. Αποτελεί ένα βήμα-κλειδί στην κατανόηση του πώς η ατμόσφαιρα της Γης παράγει φυσικά φαινόμενα εξαιρετικά υψηλής ενέργειας, τα οποία μέχρι πρόσφατα θεωρούνταν αποκλειστικό «προνόμιο» του διαστήματος.

Η γνώση αυτή μπορεί να οδηγήσει σε νέες εφαρμογές στη φυσική των σωματιδίων, στη μετεωρολογία και ακόμα και στην ασφάλεια πτήσεων, αφού οι εκλάμψεις TGF έχουν καταγραφεί κοντά σε ύψη όπου κινούνται αεροπλάνα.

Ένα Φαινόμενο Που Έμοιαζε Εξωγήινο – και Όμως Είναι Επίγειο

Οι επίγειες ακτίνες γάμμα θεωρούνταν μέχρι πριν λίγα χρόνια ένα από τα πιο μυστηριώδη φαινόμενα της ατμόσφαιρας. Τώρα, χάρη σε αυτή τη λεπτομερή μελέτη, γνωρίζουμε ότι είναι αποτέλεσμα καθαρής φυσικής – και απίστευτης ενέργειας, που δημιουργείται μέσα στις ίδιες τις καταιγίδες που συχνά απλώς παρατηρούμε από το παράθυρο.

Η επιστήμη κατάφερε να «παγώσει» τον χρόνο για ελάχιστα μικροδευτερόλεπτα – και να φωτίσει το σκοτάδι ενός από τα πιο δυναμικά φαινόμενα της φύσης.

Πηγή : https://www.cnn.gr