TEHNOLOGIJA I ZNANOST

Grmljavinske oluje – izvori gama zračenja

Autor: Denis Pellegrini

Matrix World

Nedugo nakon što je space shuttle Atlantis 1991. g.  u orbitu lansirao novi opservatorij , Gerald Fishman je zaključio da se tu nešto čudno dešava. The Compton Gamma Ray Observatory (CGRO), napravljen je kako bi pronašao gama zračenje s udaljenih astroloških objekata kao što su neutronske zvijezde i ostaci supernove, no također je počeo snimati svijetle, milisekundne izboje gama zračenja koja ne dolaze iz svemira nego iz zemlje.

Astrofizičari su već upoznati s fenomenima poput solarnih baklji, crnih rupa i eksplodirajućih zvijezdi koje ubrzavaju elektrone i ostale čestice do ultravisokih energija nakon čega te supernabijene čestice mogu emitirati gama zrake – najviše energije fotona u prirodi. U astrofizičkom zbivanju, dok se čestice gotovo slobodne pomiču u nečemu što je u suštini vakuum, one ubrzavaju. Kako onda  čestice oblaka u zemljinoj atmosferi – što nije ni blizu da vakuuma – rade istu stvar?

Znanstvenici s floridskog Institute of Tehnology na Space Coastu su putovali svijetom objašnjavajući misteriozne energetske izboje u atmosferi tijekom grmljavinskih oluja koje emitiraju vrlo malo vidljivog svijetla.

Fenomen nastaje visoko u atmosferi blizu visine komercijalnih avionskih letova. Radijacija tamne munje je oko 100 puta snažnija od zrake RTG – a.

Uobičajena munja nastaje kada pozitivno i negativno nabijeni oblaci grade i stvaraju električno polje. Kada su ta punjenja odvojena, oni iznenadno prazne ogromne količine energije i uzrokuju vruću, svijetlu munju.

slika 2

Tamna munja je još jedna vrsta pražnjenja kojeg ljudsko oko ne može vidjeti. Ako su vaše oči dovoljno osjetljive, možete vidjeti plavkasto –  ljubičasti sjaj koji izvire iz oblaka.

Električno polje nastaje baš kao što nastaje i u slučaju svijetlih munja. Ali, u pravim uvjetima, tamna munja proizvodi kilometrima široku eksploziju elektrona i njihovog anitmaterijskog ekvivalenta -pozitrona  koji je izvor napajanja zvjezdanog broda Entreprise u popularnoj ZF seriji.

Te se čestice sudaraju s molekulama zraka pri brzini koja je blizu brzine svijetlosti pritom izbacujući tokove gama   i radio zraka u svemir.

Kozmičke zrake odvajaju elektrone od molekula zraka čime se ti elektroni ubrzavaju prema gore od električnog polja nastalog pražnjenjem munje. Slobodni elektroni i električno polje munje tada stvaraju prirodni ubrzivač čestica.

Ubrzani se elektroni tada razvijaju  u usku zraku čestica koje se rasprostiru od najniže razine u atmosferi (troposfera), kroz srednju atmosferu i na kraju u prostor blizu zemlje, gdje bivaju uhvaćeni u zemljino radijacijsko polje  i eventualno mogu stvoriti probleme satelitima u zemljinoj orbiti.

Sva objašnjenja za pojavu ovakvih  munja uključuju jaka električna polja oslobođene lavine elektrona unutar oblaka iako nitko u potpunosti ne računa na strme energije gama zraka.

Ako bi zrakoplov letio kroz grmljavinsko nevrijeme, tamna munja bi mogla proizvesti radijaciju usporedivu s onom koju čovjek primi tijekom CT skeniranja cijelog tijela ili 10 prsnih RTG – a.

slika

Ona može biti opasna, ali većina pilota izbjegava grmljavinska nevremena pod svaku cijenu. Joseph Dwyer floridskog Institute of Tehnology na Space Coastu kaže: „Vjerojatnost dobivanja „doze“ tamne munje je vrlo mala i nije razlog za izbjegavanje letenja“.

Tamne munje su manje učestale, ali mnogo snažnije od uobičajene munje.

Znanstvenici inače koriste ubrzivače čestica u njihovim istraživanjima za dobivanje elektromagnetskog polja kako bi našli odgovor na glavno pitanje o strukturi i podrijetlu svemira. Znanstvenici su tek na početku razumijevanja fenomena, ali mnogo toga još ne znaju.

Nove svemirske misije i istraživački zrakoplov namijenjeni ovom istraživanju mogu riješiti zagonetku, kao i saznati kako radijacija iz munja utječe na komercijalne avionske letove.