พายุฝนฟ้าคะนองทำให้ 'หม้อต้ม' ปั่นป่วน ของรังสีแกมมา

เหนือยอดเมฆ พายุฝนฟ้าคะนองสั่นสะเทือนด้วยการแสดงแสงอันทรงพลังและซับซ้อนของการแผ่รังสีพลังงานสูง

มุมมองจากเครื่องบินสอดแนมที่ได้รับการปรับแต่งใหม่ ซึ่งทะยานขึ้นไปที่ความสูง 20 กิโลเมตร เผยให้เห็นพายุที่ส่องสว่างและริบหรี่ในรังสีแกมมา ซึ่งเป็นแสงพลังงานสูงที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า เที่ยวบินสิบเที่ยวบินด้วยเครื่องบิน ER-2 ของ NASA บันทึกแสงระยิบระยับของการระเบิดของรังสีแกมมาในช่วงเวลาและความเข้มข้นที่หลากหลาย บ่งบอกว่าการปล่อยก๊าซมีความซับซ้อนและพบบ่อยกว่าที่เคยคิดไว้ และการศึกษาได้เปิดเผยระเบิดรังสีแกมมาชนิดใหม่ล่าสุดที่นักวิจัยตั้งชื่อว่าแฟลชรังสีแกมมากะพริบ

?ฉันตกใจมากจริงๆ? David Smith นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานตาครูซ ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการวิจัยกล่าว เขากล่าวว่าเป็นข้อมูลใหม่ที่สำคัญที่สุดในสาขานี้มานานกว่าทศวรรษ

นักวิทยาศาสตร์ทราบถึงการปล่อยรังสีแกมมาพายุฝนฟ้าคะนองสองประเภทหลัก เรียกเสียงระเบิดสั้นๆ รุนแรงมีความส่องสว่างมากจนสามารถมองเห็นได้จากอวกาศ และคงอยู่เพียงเศษเสี้ยวของมิลลิวินาที (SN: 1/10/23- จากนั้นจะมีการปล่อยแสงหรี่ลงนานขึ้นซึ่งเรียกว่าการเรืองแสงของรังสีแกมมา นักวิทยาศาสตร์พบเห็นทั้งคู่บนเที่ยวบิน

นักวิทยาศาสตร์พบว่าเรืองแสงอยู่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องและแพร่หลายโดยไม่คาดคิด- พวกมันเดินทางต่อไปเป็นเวลาหลายชั่วโมง ครอบคลุมพื้นที่หลายพันตารางกิโลเมตร และพบเห็นได้ใน 9 เที่ยวบินจากทั้งหมด 10 เที่ยวบิน นักฟิสิกส์ นิโคไล ออสต์การ์ด และเพื่อนร่วมงานรายงานเมื่อวันที่ 3 ต.ค.ธรรมชาติ-

?มันน่าทึ่งมาก? นักฟิสิกส์ Ningyu Liu จากมหาวิทยาลัยนิวแฮมป์เชียร์ในเดอรัม ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับงานนี้กล่าว

ยิ่งไปกว่านั้น แสงรังสีแกมมาไม่คงที่อย่างที่คิดไว้ แต่ถูกเคี่ยวอยู่ตลอดเวลา ทำให้สว่างขึ้นและลดแสงลงซ้ำๆ ในช่วงเวลาไม่กี่วินาที ?พายุลูกใหญ่กำลังเดือดปุดๆ มันเหมือนหม้อต้มเหรอ? Østgaard จากมหาวิทยาลัยเบอร์เกนในประเทศนอร์เวย์กล่าว

เครื่องบินลำนี้เต็มไปด้วยเซ็นเซอร์เพื่อตรวจจับรังสีแกมมา คลื่นวิทยุ แสงที่มองเห็นได้ และอื่นๆ อีกมากมาย บินฝ่าพายุในทะเลแคริบเบียนและอเมริกากลาง เมื่อล่องเรือที่ระดับความสูงประมาณสองเท่าของเที่ยวบินเชิงพาณิชย์ เครื่องบินลำนี้จะมีที่นั่งแถวหน้าเพื่อชมดอกไม้ไฟ และเนื่องจากเครื่องบินถูกควบคุมให้ส่งข้อมูลไปยังภาคพื้นดินแบบเรียลไทม์ นักวิจัยจึงสามารถสั่งให้นักบินบินกลับไปยังบริเวณที่กระโดดด้วยรังสีแกมมาได้

เที่ยวบินยังพบแสงวาบรังสีแกมมาบนพื้นโลก ซึ่งรวมถึงอีกหลายแห่งด้วยสลัวเกินกว่าจะมองเห็นได้จากดาวเทียมในอวกาศทีมงานรายงานวันที่ 7 กันยายน พ.ศ. 2563จดหมายวิจัยธรณีฟิสิกส์- นั่นแสดงให้เห็นว่าการสังเกตการณ์ด้วยดาวเทียมครั้งก่อนๆ ขาดแสงวาบรังสีแกมมาบนพื้นโลกจำนวนมาก ซึ่งทำให้เป็นเรื่องปกติมากกว่าที่คิด

พายุฝนฟ้าคะนองก่อให้เกิดรังสีแกมมาเมื่ออิเล็กตรอนถูกเร่งเข้ามาที่สะสมอยู่ในเมฆ (SN: 15/3/62- อิเล็กตรอนเหล่านี้ผลิตอิเล็กตรอนมากขึ้นเรื่อยๆ เมื่ออิเล็กตรอนในหิมะถล่มนี้ชนกับโมเลกุลของอากาศ จะเกิดรังสีแกมมา แม้ว่ากระบวนการนี้จะเป็นที่เข้าใจกันดี แต่นักวิทยาศาสตร์ไม่เข้าใจรายละเอียดเบื้องหลังการระเบิดของรังสีแกมมาประเภทต่างๆ หรือความสัมพันธ์ของพวกมัน

แสงวาบรังสีแกมมาที่เพิ่งค้นพบใหม่อาจเป็นจุดเชื่อมโยงที่ขาดหายไประหว่างแสงวาบรังสีแกมมาภาคพื้นดินกับแสงรังสีแกมมา เนื่องจากความสว่างและระยะเวลาลดลงระหว่างแสงวาบรังสีแกมมาอีกสองประเภท เช่นเดียวกับไฟแฟลชพลังงานสูง การปะทุเหล่านี้ประกอบด้วยพัลส์สั้นๆ ของรังสีแกมมาที่เกิดขึ้นซ้ำๆทีมงานรายงานในรายงานฉบับที่สองว่าใช้เวลามากกว่าสิบถึงหลายร้อยมิลลิวินาทีธรรมชาติ-

นอกจากนี้ แสงวาบรังสีแกมมากะพริบหลายครั้งตามมาด้วยการระเบิดประเภทหนึ่งที่เรียกว่าเหตุการณ์ไบโพลาร์แคบ ซึ่งต่อมาตามมาด้วยฟ้าผ่า นี่อาจหมายความว่าแสงวาบรังสีแกมม่าที่กะพริบช่วยทำให้เกิดฟ้าผ่า-SN: 21/10/54-

รังสีแกมมาอาจเกี่ยวข้องกับการจำกัดความรุนแรงของสนามไฟฟ้าที่เข้าไปในเมฆฝนฟ้าคะนองได้ Steven Cummer ผู้ร่วมเขียน วิศวกรไฟฟ้าจากมหาวิทยาลัย Duke กล่าว นั่นหมายความว่า “กระบวนการสร้างรังสีแกมมาทั้งหมดนี้” ที่น่าสนใจและไม่ธรรมดาเมื่อก่อน บัดนี้ดูเหมือนจะเป็นศูนย์กลางของกระแสไฟฟ้าในชั้นบรรยากาศทั้งหมดแล้ว