ابرهای طوفانی یک تابش گامای عجیب از خود تولید می‌کنند!

شاید ابرقهرمان‌های فیلم‌های سینمایی مارول یعنی تور (ثور) و هالک بیشتر از آنچه تصور می‌کردیم به هم مرتبط باشند (هالک ابرقهرمانی بود که به دلیل پرتوهای گاما به آن شکل در آمده بود و تور نیز خدای رعد و برق و طوفان بود). پیش از این می‌دانستیم که طوفان‌ها می‌توانند پرتوهای گاما تولید کنند، اما یک مطالعه جدید نشان داده که این پدیده نه تنها بسیار بیشتر از آنچه فکر می‌کردیم رخ می‌دهد، بلکه عجیب‌تر هم هست.

مشخصا رعد و برق انرژی زیادی حمل می‌کند، اما انرژی‌زاترین بخش یک طوفان نیست. زیرا در طول این پدیده تابش‌های گامایی نیز تولید می‌شود که به آن‌ها فلش‌های گامای زمینی (TGFs) می‌گویند. هرکدام از این تابش‌ها تا ۱۰۰ میکروثانیه طول می‌کشند و پس از آن‌ها پرتوهای پس‌تاب طولانی‌تری به‌وجود می‌آیند.

داده‌های موجود نشان می‌داد که فلش‌های گامای زمینی نسبتاً نادر هستند، اما این مشاهدات قبلی توسط ماهواره‌ها انجام شده بود. در یک مطالعه جدید، دانشمندان از یک هواپیمای تحقیقاتی ناسا برای بررسی دقیق‌تر این موضوع استفاده کردند. هواپیمای ناسا که مجهز به حسگرهایی برای اندازه‌گیری پرتوهای گاما، فلش‌های رعد و برق و انتشارات مایکروویو بود، در مجموع ۱۰ پرواز در ارتفاع ۲۰ کیلومتری (۱۲.۴ مایل) بر فراز ابرهای طوفانی کارائیب و آمریکای مرکزی انجام داد.

در این ۱۰ پرواز، ۹۶ فلش‌ گامای زمینی مشاهده شد که بسیار بیشتر از مقدار مورد انتظار بود. مهم‌تر از همه، فقط سه یا چهار مورد آن‌ها به اندازه کافی روشن بودند که از فضا قابل تشخیص باشند که توضیح می‌دهد چرا این پدیده قبلاً نادر به نظر می‌رسید.

این بررسی دقیق‌تر همچنین انواع جدیدی از انتشارهای گاما را نشان داد که آشکارسازهای فضایی نمی‌توانستند آن‌ها را تشخیص دهند. این انتشارها شامل مجموعه‌ای از پالس‌ها بودند که حدود ۲,۵۰۰ بار بیش‌تر از فلش‌های گامای زمینی دوام داشتند و نام فلش‌های گامای لرزان (FGFs) برای آن‌ها انتخاب شد. در مجموع، ۲۴ مورد از این نوع فلش‌ها در 5 مورد از ۱۰ پرواز تشخیص داده شد که ۱۷ مورد از آن‌ها بلافاصله به دنبال فعالیت رعد و برق ظاهر شدند.

همچنین نوع سومی از انتشار گاما نیز در ۹ پرواز مختلف شناسایی شد. این‌ها نوعی درخشش کم و آهسته بودند که گاهی به انرژی بیشتری نسبت به فلش‌های گامای زمینی و لرزان می‌رسیدند. در یک مورد، حسگرها سیستمی از ابرهای طوفانی را بررسی کردند که بیش از ۹,۰۰۰ کیلومتر وسعت داشت و حداقل به مدت سه ساعت در طول یک پرواز می‌درخشید. محققان نمی‌توانند مطمئن باشند که این درخشش چقدر قبل از شروع اندازه‌گیری یا پس از فرود آن‌ها ادامه داشته است.

به‌نظر می‌رسد فعالیت‌های الکتریکی ابرها در طول یک طوفان میدان‌ الکتریکی قوی تولید می‌کند که باعث شتاب ذراتی مانند الکترون‌ها می‌شود. وقتی این‌ الکترون‌ها با مولکول‌های هوا برخورد می‌کنند، می‌توانند زنجیره‌ای از برخوردهای دیگر ایجاد کنند که در نهایت منجر به واکنش‌های هسته‌ای می‌شود. این واکنش‌ها به‌صورت پرتوهای گاما قابل شناسایی هستند و حتی می‌توانند پرتوهای ضعیفی از پادماده تولید کنند.

هنوز چیزهای زیادی در مورد آنچه در طول طوفان‌ها در ابرها رخ می‌دهد، نمی‌دانیم، اما داده‌های جدید نشان می‌دهد که ممکن است ارتباطی علّی بین این درخشش‌های گاما و شروع رعد و برق وجود داشته باشد.

این تحقیقات در دو مطالعه جداگانه در مجله Nature منتشر شده‌اند.

منبع:Newatlas