لأول مرة ، اكتشف العلماء البرق في فعل إطلاق انفجار قوي من إشعاع جاما المعروف باسم فلاش أشعة غاما الأرضية (TGF).
قاد الباحثون في جامعة أوساكا العمل – نظرة حميمة على واحدة من أقوى الظواهر الطبيعية والفطريات على كوكبنا. يمثل العمل أيضًا خطوة إلى الأمام في السعي لفهم كيف تمكنت العواصف الرعدية من ضخ الإشعاع الذي نربطه عمومًا بأكثر الأشياء تطرفًا في الكون: الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية. تم نشر دراسة الفريق التي تصف الملاحظة اليوم في التقدم العلمي.
باستخدام نظام متعدد الاستشعار الحافة في مدينة كانازاوا ، اليابان ، لاحظ الفريق انقسام تصريف البرق بين مسارين-وهو واحد ينحدر من Thundercloud ، والآخر ينطلق من برج نقل أرضي. وجد العلماء أن فلاش جاما حدث 31 فقط من ميكروثانية قبل أن يستوفي التصريفات في الهواء.
وقال المؤلف الرئيسي يوكي وادا ، الباحث بجامعة أوساكا ، في رسالة بالبريد الإلكتروني إلى جيزمودو: “تم اكتشاف معظم TGFs بواسطة الأقمار الصناعية ، لكن الملاحظات التي تنقلها Space يمكن أن توفر معلومات محدودة”. “في هذا البحث ، أجرينا ملاحظة أرضية لرؤية TGFS بالتفصيل.”
تم اكتشاف TGFs لأول مرة من الفضاء في التسعينيات ، ولكن على الرغم من أكثر من عقدين من البحث ، ظل أصلهم بالضبط بعيد المنال. في العام الماضي ، كشف زوج من الأوراق في الطبيعة عن “يتوهج” جاما وأشعة غاما وميض خلال العواصف الرعدية الاستوائية-مما أدى إلى قيام العلماء بتسجيلها عن طريق تحريك طائرة تجسس تم تحديثها مباشرة في أنظمة العواصف. ألمح هذا البحث إلى عائلة أوسع من أحداث الإشعاع المتربصة داخل ThunderClouds ، حيث تمثل TGFs بعضًا من أقصر الانفجارات والأكثر كثافة.
في حين كشفت تلك الملاحظات القائمة على الطائرة أين ومتى تحدث TGFs ، فإن إعداد فريق أوساكا يكشف عن الشروط التي تتشكل فيها. ظهرت غاما في هذه الحالة قبل تصادم زعيمي البرق مباشرة ، مما يشير إلى أن حقل كهربائي فائق الشحن متسارع إلى سرعة الضوء القريبة ، مما ينتج عنه الحدث النشط.
وقال وادا: “تستند أوراق الطبيعة الحديثة إلى ملاحظات محمولة جواً”. “إنها أيضًا مثيرة للاهتمام للغاية ، ولكن يمكن تحقيق الملاحظات البرية بشكل أقل بكثير.”
وعلى عكس “وميض أشعة غاما الأضعف” المكتشفة مؤخرًا في السماء الاستوائية ، فقد تمت مزامنة TGF هذا بإحكام مع ضربة صاعقة. في حين أن الأوراق السابقة قدمت نظرة عامة شاملة على عدد أحداث أشعة جاما التي تحدث في عاصفة رعدية استوائية معينة ، فقد تم فحص الورقة الحديثة حدثًا معينًا لفهم كيف ينتج البرق طاقة كافية لتوليد أشعة جاما.
وقالت المؤلف المشارك هاروفومي تسوتشيا ، الباحث في وكالة الطاقة اليابانية ، في إصدار جامعة أوساكا: “إن الملاحظات المتعددة المستشعرات التي تم إجراؤها هنا هي أول عالمي ؛ على الرغم من أن بعض الألغاز تبقى ، إلا أن هذه التقنية جعلتنا أقرب إلى فهم آلية هذه رشقات الإشعاع الرائعة”.
يمكن أن تساعد دراسة TGFs في إلقاء الضوء على واحدة من أكثر الظواهر الطبيعية الرائعة والقوية في سماءنا – وهي مكثفة للغاية التي تعزى مرة واحدة إلى الآلهة. توضح الدراسة الحديثة أن هناك ما يزيد عن البرق أكثر مما تراه العين – قد ينتج عن الإشعاع المرتبط ببعض أقوى انفجارات الكون.