عندما تصطدم البراغي البرق ، هل تطلق العنان القوي إلى وميض أشعة جاما؟

عند الشراء من خلال روابط على مقالاتنا ، قد يكسب المستقبل وشركاء المشاركة في العمولة.

تأتي أقوى الانفجارات في الكون المعروف من ما يُعرف باسم رشقات أشعة جاما-على الرغم من أنها قد لا تبدو مثيرة بشكل خاص ، فإن العلماء يتحدثون عادة عن هذه الانفجارات المذهلة للإشعاع الكهرومغناطيسي في نفس نفس النجوم التي تنهار العملاق والثقوب السوداء.

لقد فهرستنا عددًا لا بأس به من هذه الأحداث منذ الستينيات، وحتى استخدامها لمساعدتنا فهم المزيد عن عدوات Galaxy Super، لكن هناك نوعًا معينًا من انفجار أشعة جاما ظل غامقًا إلى حد ما. يطلق عليه فلاش أشعة غاما الأرضية (TGF) ، وينفجر داخل العواصف الرعدية على الأرض على بعد مئات الأقدام فوق رؤوسنا.

يوكي وادا ، أستاذ بجامعة أوساكا في اليابان ، يدرس TGFS لسنوات. إنه المؤلف الرئيسي في دراسة جديدة تدرس العلاقة الغامضة بين TGFs ومسامير البرق – ووفقًا لهذه الدراسة ، لاحظ العلماء TGF متزامنًا مع تصريف البرق الذي نشأ من تصادم القادة ، والذي يوجه تدفق الإضاءة ، من الاتجاهات المعاكسة.

وقالت وادا لـ Space.com “TGFs هي واحدة من أكثر الظواهر الطبيعية نشطة في الجو”. يركز عمل Wada على ظواهر الطاقة العالية في ومضات البرق و ThunderClouds.

لجمع بيانات حول Lightning للدراسة ، سافر الفريق ساعتين إلى الشمال من أوساكا إلى مدينة Kanazawa على شاطئ البحر ، الواقعة في محافظة إيشيكاوا على الساحل الشمالي لشركة Honshu ، الجزيرة الرئيسية اليابانية.

وقال وادا: “لقد أعدنا شبكة مراقبة حول أبراج انتقال التلفزيون في كانازاوا”. استخدم الباحثون “إعدادًا متعدد الاستشعار على أحدث طراز” يمكن أن يكتشف الإشعاع البصري والتردد الإذاعي والطاقة العالية.

كانت الملاحظات المتعددة المستشعرات التي قاموا بها هي العالم الأول ، وكبير المؤلف هاروفومي تسوتشيا قال في بيان ، وأن مزيج من أجهزة الاستشعار ساعدهم على معرفة المزيد عن آلية TGFs.

ومع ذلك ، فإن إجراء البحث عن الدراسة كان أمرًا صعبًا – وقال وادا إنه يتطلب القليل من الحظ – حيث اعتمدت الدراسة على القدرة على مراقبة براغي البرق أثناء العمل. وقال وادا: “من الصعب التنبؤ بالبرق الآن”. “لذلك ، هناك خطر من إجراء ملاحظات مكثفة لأن نطاقات الكشف محدودة.”

وأضاف وادا “كان هناك خطر من عدم اكتشاف أي شيء”. “لحسن الحظ ، اكتشفنا TGF مع الشبكة الكاملة.”

تدمج أشعة جاما في عواصف رعدية

يعرف العلماء أن العواصف الرعدية تنبعث منها TGFs قصيرة جدًا ، بالإضافة إلى ومضات أشعة جاما أطول ، والتي يمكن أن تستمر من دقائق إلى ساعات. لكن العواصف الرعدية لا تزال تحمل نصيبها من الألغاز.

التيارات القوية من الهواء في العواصف الرعدية يمكن أن تتسبب في إطلاق الهواء والماء لأعلى ولأسفل بسرعة كبيرة. عندما يحدث هذا ، تبدأ بلورات الجليد في التصادم داخل التيارات الهوائية ، مما تسبب في إلقاء الإلكترونات وتوليد حقل كهربائي ينتج البرق.

بينما يعتقد العلماء أنه في ظل ظروف محددة ، تنشأ TGFs من تصريف البرق أثناء العواصف الرعدية ، إلا أنهم ما زالوا لا يفهمون العلاقة الدقيقة بين الاثنين.

وقال وادا: “تم اكتشاف TGFs في الغالب بواسطة الأقمار الصناعية ، وتفاصيل عن كيفية إنتاج Lightning أشعة جاما لا تزال لغزا”. “إن ملاحظتنا القائمة على الأرض تعطينا فكرة لفهم TGFs.”

باستخدام أجهزة الاستشعار على أبراج الإرسال ، اكتشف الباحثون لقطة من تصريف البرق على طول طريقين. جاء مسار واحد من Thundercloud وأدى إلى برج الإرسال. صعد المسار الآخر في الاتجاه المعاكس.

لاحظ الباحثون TGF مباشرة قبل أن تتقارب مساري التفريغ وإنشاء مجال كهربائي مركّز للغاية يقول الباحثون إن تسريع الإلكترونات التي تم إطلاقها عبر الهواء إلى سرعة الضوء القريبة.

ثانية واحدة تحتوي على مليون ميكروثانية. سجل الفريق أول فوتون من TGF 31 فقط microsecond قبل استيفاء المسارات. استمرت الانفجار الكامل 20 ميكروثانية بعد أن شكلت المسارات ضربة صاعقة.

القصص ذات الصلة:

– قد تفشل البرق في عوالم الغريبة في إثارة الحياة ، كما تشير المحاكاة

– يمكن أن تكشف أقوى الانفجارات في الكون من أين يأتي الذهب

-بحث جديد عن “نجم الموت” الذي يشبه العجلة الكونية يقلل

تتبع هذه الدراسة الجديدة العمل السابق الذي يتنقل في TGFs من عدد من المنظمات العلمية ، بما في ذلك وكالة الناسا ووكالة الفضاء الأوروبية (ESA). في أغسطس 2023 ، طار طيارو ناسا إلى عواصف رعدية على متن طائرة علمية عالية الارتفاع لجمع البيانات على TGFS.

في مايو 2019 ، تم إنشاء وكالة الفضاء الأوروبية أول صورة على الإطلاق لـ TGFالتي نشأت من عاصفة رعدية فوق جزيرة بورنيو ، في جنوب شرق آسيا. لدراسة TGFS ، استخدموا مرصد خاص على متن محطة الفضاء الدولية.

العمل لفهم TGFS بعيد عن الانتهاء. يقول وادا: “العلاقة بين البرق و TGF غير واضحة”. “هذا هو السبب في أننا نستمر في هذه الدراسة.”

وأضاف “نحن نستهدف العواصف الرعدية الشتوية في اليابان”. “نظرًا لأن لديهم ميزات غير عادية مقارنة بالعواصف الرعدية الأخرى ، مثل قواعد السحابة المنخفضة ، نتوقع حل المزيد من الألغاز عن طريق الملاحظات في اليابان.”

الدراسة تم نشره في 21 مايو في مجلة Science Advances.