Salama on epäilemättä yksi ihmiskunnan silmiinpistävimmistä luonnonilmiöistä, koska se edustaa sekä luonnon voimaa että sen arvaamattomuutta. Vaikka sitä on ollut historiallisesti vaikea tutkia , tutkijat ovat onnistuneet analysoimaan sitä syvällisemmin ja jopa löytämään yhtäläisyyksiä avaruudessa tapahtuviin ilmiöihin .
Sisällysluettelo
Osakan yliopiston tutkijoiden Science Advances -lehdessä julkaistun tutkimuksen mukaan on ensimmäistä kertaa maailmassa onnistuttu havainnoimaan voimakas säteilynpurkaus , joka tunnetaan nimellä ”maapallon gammasäteilynpurkaus” (TGF) ja joka on synkronoitu salamaniskun kanssa .
Tutkimuksen johtavan tekijän Yuki Wadan mukaan tämän ilmiön tutkiminen auttaa meitä ymmärtämään paremmin, miten korkeaenergiset tapahtumat tapahtuvat maapallon ilmakehässä.
Miten TGF syntyy
Hypoteesi, että TGF syntyy salamaniskun seurauksena elektronien kiihtyessä erittäin suuriin nopeuksiin, ei ole uusi, mutta sen lyhytaikaisen luonteen vuoksi – vain kymmeniä mikrosekunteja – sitä on ollut vaikea vahvistaa.
Tässä tutkimuksessa käytettiin nykyaikaista monisensorista laitteistoa, jonka avulla voitiin havainnoida TGF:iä, jotka syntyivät ukkosmyrskyissä Kanazavan kaupungissa, Ishikawan prefektuurissa. Havainnot sisälsivät optisen, radiofrekvenssi- ja korkeaenergisen säteilyn.
Dokumentoitiin kaksi purkautumistietä: toinen laskeutui pilvestä maanpäälliseen lähetystorniin ja toinen nousi vastakkaiseen suuntaan. Tutkijat havaitsivat, että TGF tapahtui juuri ennen kahden lentoradan kohtaamista , jolloin syntyi ”erittäin tiheä” sähkökenttä , joka kiihdytti elektronit ilmassa lähes valon nopeuteen.
Ensimmäinen TGF-fotonin havaittiin 31 mikrosekuntia ennen kahden lentoradan törmäystä. Täydellinen purkaus kesti 20 mikrosekuntia törmäyksen jälkeen ja saavutti huipussaan -56 kA:n purkauksen, joka syntyi törmäyksen seurauksena.
”Muinaisen mysteerin” seuraukset
Tämä havainto antoi avainymmärryksen siihen, mitä tutkimus kuvaa ”muinaisena mysteerinä”: kuinka säteet saavat riittävästi energiaa gamma-säteiden tuottamiseen – ilmiö, joka liittyy usein äärimmäisiin avaruustapahtumiin, kuten mustien aukkojen purkauksiin tai supernoviin .
Nämä tiedot vahvistavat aiemmat teoriat salamajohdattimien dynamiikasta sekä lämpökiihdytyksen ja relativistisen takaisinkytkennän mahdollisen roolin tällaisissa korkeaenergisissä purkauksissa.
Tällä hetkellä tutkijat aikovat jatkaa vielä tuntemattomien näkökohtien, kuten salaman sisäisten mekanismien, tutkimista sekä tutkia keinoja parantaa turvallisuutta ja kestävyyttä rakenteissa, jotka ovat alttiita näille ilmiöille.
