Innovatiivinen tutkimus on paljastanut, että trooppiset myrskyt tuottavat gamma-säteilyä huomattavasti useammin kuin aiemmin on oletettu. Tämä havainto, joka perustuu läheisiin havaintoihin, arvioi uudelleen ymmärrystämme ilmakehän radioaktiivisuudesta.
Lentäessään valtavien trooppisten myrskyjen yläpuolella modernisoitu U2-vakoilukone pystyi havaitsemaan, että ilmiö, joka aiheuttaa gamma-säteilyräjähdyksiä, on paljon yleisempää – ja paljon monimutkaisempaa – kuin aiemmin luultiin.
Modernisoitua NASA:n vakoilulentokonetta on käytetty myrskyjen ylle lentämiseen. Tämä lentävä laboratorio on mahdollistanut gamma-säteilyvälähdysten havaitsemisen, paljastaen odottamatonta ydinaktiivisuutta. Tulokset korostavat jatkuvaa tuotantodynamiikkaa myrskyjen sisällä.
Salamat, joita usein pidetään myrskyjen energisimpänä ilmiönä, ovat vain yksi osa tätä prosessia. Itse asiassa emittoitu gamma-säteily on seurausta hiukkasten törmäyksistä, joita kiihdyttävät voimakkaat sähköiset kentät. Nämä törmäykset aiheuttavat ydinreaktioita, jotka tuottavat antimateriaa ja säteilyä.
Tutkijat ovat tunnistaneet kaksi uutta gamma-säteilytyyppiä. Ensimmäinen tyyppi on lyhytaikainen, ja se ilmenee lyhyinä impulsseina, jotka kestävät alle tuhannesosasekunnin. Toisaalta toinen tyyppi ilmenee noin kymmenen toistuvan säteilyemission sekvensseinä, jotka kestävät kymmenesosasekunnin.
Nämä välähdykset, jotka kestävät joskus useita tunteja, valaisevat myrskyä paljastaen jatkuvan emittointidynamiikan. Nämä uudet havainnot voisivat syvästi muuttaa ymmärrystämme trooppisten myrskyjen mekanismeista.
Huolimatta näistä löydöksistä tutkijat korostavat, ettei syytä huoleen ole. Emitoitu säteilymäärä on vaarallista vain, jos ollaan välittömässä läheisyydessä myrskyjä. Lentokoneet välttävät myrskyjen kaikkein myrskyisimmät alueet lentoturvallisuuden varmistamiseksi.
Tämän tutkimuksen vaikutukset ulottuvat pidemmälle kuin pelkkään myrskyjen havainnointiin. Gamma-säteiden tuotannon ymmärtäminen voisi parantaa sääennusteita ja vahvistaa lentoturvallisuutta. Tulokset avaavat myös mahdollisuuksia puhtaalle energialle.
Aiemmat tutkimukset olivat jo tunnistaneet gamma-säteilyä myrskyissä, mutta niiden esiintyvyyden määrä oli epävarma. Tämä lentävä laboratorio on paljastanut hämmästyttävän säännönmukaisuuden näiden säteilyjen tuotannossa, ylittäen kaikki tutkijoiden odotukset.
Mitkä ovat gamma-säteiden tuotantomekanismit myrskyissä?
Gamma-säteet myrskyissä syntyvät prosessista, joka liittyy sähköisiin kenttiin, joita ilman liikkeet luovat. Kun myrsky muodostuu, ilmavirtaukset kuljettavat vesipisaroita ja jääkiteitä, mikä aiheuttaa sähkövarauksien erottumista. Tämä ilmiö luo voimakkaan sähköisen kentän, joka kykenee kiihdyttämään varattuja hiukkasia, erityisesti elektroneja, lähes valon nopeuteen.
Kun nämä elektronit törmäävät ilman molekyyleihin, ne aiheuttavat ydinreaktioita, mikä johtaa gamma-säteiden tuotantoon. Sähköiset vuorovaikutukset pilvissä näyttelevät siis keskeistä roolia näiden radioaktiivisten emissioiden luomisessa.