Gotovo sve velike oluje generiraju izboje gama zraka, i to na različite načine tijekom dana.
Tropske oluje su se iznenada pokazale kao neočekivani izvor gama zračenja, vrste visokoenergetske emisije koja se obično povezuje s dalekim svemirskim događajima poput supernova. No, nova saznanja pokazuju da upravo oluje na Zemlji generiraju ovi snažni bljeskovi zračenja, a ono što je još zanimljivije – to se događa daleko češće nego što je itko zamišljao.
Neočekivano otkriće gama zračenja na Zemlji
Devedesetih godina prošlog stoljeća NASA-ini sateliti, namijenjeni promatranju supernova, otkrili su nešto nevjerojatno – visokoenergetske gama zrake ne dolaze iz svemira, već iz Zemljine atmosfere. Ove eksplozije ili izbijanja su povezane s olujama, no fenomen je bio slabo shvaćen. Sateliti nisu bili opremljeni za proučavanje zračenja s tla, a registriranje ovih prolaznih bljeskova zahtijevalo je izuzetnu preciznost.
Godinama su znanstvenici koristili improvizirane metode i često propuštali ove signale. Međutim, razvoj nove tehnologije omogućio je revolucionarno rješenje. Tim istraživača je modificirao NASA-in špijunski avion U2, koji se koristi još iz vremena Hladnog rata, kako bi pratio oluje. Ovaj zrakoplov, sposoban letjeti iznad oluja, omogućio im je detaljno proučavanje tih energetski snažnih događaja.
Otkriveno je nešto nevjerojatno – oluje proizvode gama zračenja češće nego što se mislilo, i to u raznim oblicima, što je dodalo složenost ovom već intrigantnom fenomenu.
“Unutar oluja događa se puno više nego što smo ikada zamišljali,” rekao je Steve Cummer, profesor inženjerstva na Sveučilištu Duke. “Gotovo sve velike oluje generiraju gama zrake, i to na različite načine tijekom dana.”
Kako oluje stvaraju gama zračenje
Znanstveni princip koji stoji iza nastanka gama zračenja u olujama započinje prirodnom električnom aktivnošću koja se stvara u oluji. Kada se voda, tuča i led sudaraju, stvaraju golemo električno polje. Ovo polje je toliko snažno da može ubrzati čestice, poput elektrona, do nevjerojatnih brzina. Kada se ovi elektroni sudare s molekulama zraka, oslobađa se kaskada visokoenergetskih čestica, dovoljno snažna da izazove nuklearne reakcije koje stvaraju gama zrake, antitvar i druge oblike zračenja.
Dok ovaj proces objašnjava kako nastaju gama zrake, to je tek početak priče. Zrakoplovi koji lete u blizini oluja primijetili su blagi sjaj gama zračenja iz oblaka. To sugerira da neke oluje tiho emitiraju niskorazinsko zračenje koje nikad ne prerasta u pune eksplozije. Razlog tome još nije potpuno jasan, što dodaje novu razinu složenosti ovoj zagonetki.
Istraživanje oluja
Kako bi proučili ovaj fenomen, istraživači su koristili NASA-in zrakoplov ER-2 High-Altitude Airborne Science Aircraft, špijunski avion koji leti dvostruko više od komercijalnih zrakoplova, na visini od oko pet kilometara iznad oluja. Ova pozicija omogućila je znanstvenicima da izravno promatraju gama zrake iznad oblaka.
“Očekivali smo da ćemo vidjeti malo zračenja ako je ovaj fenomen rijedak, no pronašli smo suprotno,” rekao je Nikolai Østgaard, profesor svemirske fizike na Sveučilištu u Bergenu. “Gotovo svaka oluja iznad koje smo letjeli emitirala je značajne količine gama zračenja.”
Tijekom mjesec dana, tim je proveo 10 letova iznad velikih tropskih oluja, od kojih je devet rezultiralo značajnim podacima. Ne samo da je gama zračenje bilo češće nego što su očekivali, već su i obrasci zračenja bili dinamičniji, što je osporilo prethodne pretpostavke o statičnoj prirodi gama zračenja u olujama.
Novi oblici gama izboja
Najuzbudljivije otkriće bilo je prepoznavanje dva potpuno nova tipa kratkotrajnih gama zračenja. Jedan tip traje manje od tisućinke sekunde, dok drugi uključuje niz brzih ‘bljeskova‘ koje se događaju u uzorku unutar desetinke sekunde. Za razliku od tradicionalnih gama bljeskova povezanih s munjama, ovi novi oblici nastaju spontano i možda su povezani s procesima koji pokreću munje, što je još uvijek nepoznanica znanstvenicima.
“Ovi novi oblici gama zračenja su fascinantni jer se čini da nastaju neovisno o munjama,” napomenuo je Cummer. “Možda u sebi kriju ključ za razumijevanje kako uopće nastaju munje, što je još uvijek misterija.”
Što to znači za nas?
Iako je ovo otkriće izuzetno intrigantno, nema potrebe za brigom zbog gama zračenja iz oluja. Zračenje je lokalizirano, i da biste bili izloženi opasnosti, morali biste se nalaziti izuzetno blizu izvora. U stvarnosti, turbulencija i vjetrovi unutar oluje predstavljaju mnogo veću opasnost nego samo zračenje.
Za one koji se brinu o susretu s ovim fenomenom tijekom leta, Cummer uvjerava: “rakoplovne tvrtke izbjegavaju letove kroz aktivne jezgre oluja zbog turbulencija, a ne zračenja. Čak i s ovim novim saznanjima, moja zabrinutost zbog letenja ostaje ista.”
Ovo istraživanje otvara vrata za dublje razumijevanje oluja i njihove sposobnosti generiranja visokoenergetskih fenomena. Kako znanstvenici nastavljaju istraživati složenu fiziku ovih atmosferskih fenomena, jasno je da tajne našeg planeta skrivaju neiskorišteni potencijal, a mi tek počinjemo otkrivati što se sve događa iznad naših glava.
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
