1990-cı illərdə NASA-nın fövqəlnovalardan və digər göy ölçülü cisimlərdən gələn yüksək enerjili hissəcikləri aşkar etmək üçün inşa etdiyi peyklər bir sürpriz kəşf etdi – Yer kürəsindən gələn yüksək enerjili qamma radiasiya partlayışları.

Tədqiqatçıların bu yüksək enerjili qamma şüalarının tufanlardan qaynaqlandığını müəyyən etməsi çox çəkməsə də, bu fenomenin nə qədər tez-tez baş verdiyi sirr olaraq qaldı. Peyklər Yerdən gələn qamma radiasiyasını tapmaq üçün qurulmamışdı və onlar bunu etmək üçün doğru zamanda, doğru yerdə olmalı idilər.

Bu vəzifə üçün ideal olmayan platformalarla illərlə məşğul olduqdan sonra, bir qrup alim NASA-ya məxsus yenidən təchiz edilmiş U2 casus təyyarəsini fırtınaların üzərindən düzgün nəzərdən keçirmək imkanı əldə etdi. Təbiətdə nəşr olunan iki yeni məqalədə komanda, tufanlarda yaranan qamma radiasiyanın hər kəsin düşündüyündən daha çox yayıldığını və radiasiyanı yaradan dinamikanın hələ də həll edilməmiş sirlər xəzinəsini saxladığını aşkar etdi.

Hər iki sənədin həmmüəllifi olan Duke Universitetinin Mühəndislik üzrə Uilyam H. Gənc Görkəmli Professoru Stiv Kammer “Tufanlarda heç təsəvvür etdiyimizdən daha çox şey baş verir” dedi. “Məlum olduğu kimi, bütün böyük tufanlar bütün gün boyu müxtəlif formalarda qamma şüaları yaradır.”

Göy gurultulu qamma radiasiyasının yüksək enerjili parıltılarını necə yaratdığının ümumi fizikası sirr deyil. Tufanlar inkişaf etdikcə, fırlanan su damlaları , dolu və buzları köynəyinizə bir şar sürtmək kimi elektrik yükü yaradan bir qarışığa çevirir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=183&slotname=8188791252&adk=2823516881&adf=1857921027&pi=t.ma~as.8188791252&w=730&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1728969549&rafmt=11&format=730×183&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-10-amount-variety-gamma-large-tropical.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTUuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTI5LjAuNjY2OC45MCIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTI5LjAuNjY2OC45MCJdLFsiTm90PUE_QnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEyOS4wLjY2NjguOTAiXV0sMF0.&dt=1728836016399&bpp=1&bdt=3648&idt=85&shv=r20241009&mjsv=m202410090101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Ddd084782a3980897%3AT%3D1725971170%3ART%3D1728969247%3AS%3DALNI_Ma1uv12HX_ctV-7loP2Dla_dLGslw&eo_id_str=ID%3D6cdee71e935b6dcb%3AT%3D1725971170%3ART%3D1728969247%3AS%3DAA-AfjZEH1DAbfRV50frmhACTroQ&prev_fmts=0x0%2C730x280%2C928x1012&nras=2&correlator=5324655228962&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=457&ady=1886&biw=1903&bih=859&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759875%2C44759926%2C44759837%2C31087794%2C31087890%2C44798934%2C95343454%2C95344188%2C95344778%2C31087977&oid=2&psts=AOrYGskcSpVQGtNOMjDZl2neVdi67E7winhttA5Zr0LcyeOybfY74DQPopvExXpsz8tzg7v49X0PAAlG4iimeUdZd95ISxg&pvsid=324500493065151&tmod=982980137&uas=0&nvt=3&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fsort%2Fdate%2Fall%2Fpage8.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C859&vis=1&rsz=%7C%7CpEebr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=3&uci=a!3&btvi=1&fsb=1&dtd=M

Müsbət yüklü hissəciklər fırtınanın yuxarı hissəsində sona çatır, mənfi yüklü hissəciklər isə dibinə enir və uç-uca yığılmış 100 milyon AA batareyası qədər güclü ola biləcək nəhəng elektrik sahəsi yaradır.

Digər yüklü hissəciklər, məsələn, elektronlar, özlərini belə güclü bir sahədə tapdıqda, sürətlənirlər. Kifayət qədər yüksək sürətə çatsalar və bir hava molekulunu vursalar, daha çox yüksək enerjili elektronları sıradan çıxararlar. Bu proses, toqquşmalar nüvə reaksiyaları yaratmaq üçün kifayət qədər enerjiyə malik olana qədər davam edir , qamma şüalarının, antimaddələrin və digər radiasiya formalarının son dərəcə güclü və çox sürətli yanıb-sönməsinə səbəb olur.

Lakin bu, tufan qamma radiasiya hekayəsinin sonu deyil. Tufanlara yaxın uçan təyyarələr də buludlardan gələn qamma radiasiyasının zəif parıltısını gördülər. Bu fırtınalar qamma radiasiyasının aşağı səviyyədə qaynadılması üçün kifayət qədər enerjiyə malik görünür, lakin bir şey onun qarğıdalı ləpəsi kimi partlayıcı partlayış yaratmasına mane olur.

“Bir neçə təyyarə kampaniyası bu hadisələrin adi olub-olmadığını anlamağa çalışdı, lakin qarışıq nəticələr oldu və Birləşmiş Ştatlar üzərində bir neçə kampaniya ümumiyyətlə heç bir qamma radiasiya tapmadı” dedi Cummer. “Bu layihə bu sualları birdəfəlik həll etmək üçün hazırlanmışdır.”

Tədqiqat qrupu NASA-nın ER-2 Yüksək Hündürlükdə Havadan Elmi Təyyarəsinin istifadəsini təmin etdi. Soyuq Müharibədən qalan, yenidən təchiz edilmiş U2 casus təyyarəsi, kommersiya təyyarələrindən iki dəfə yüksək və əksər tufanlardan təxminən üç mil yuxarı uçur. O, həm də son dərəcə sürətlidir və komandaya nəticə verə biləcəyini düşündükləri dəqiq tufanları seçmək imkanı verir.

Norveçin Bergen Universitetinin kosmik fizika professoru və layihənin aparıcı müstəntiqi Nikolay Østgaard, “ER-2 təyyarəsi ildırımlı buludlardan gələn qamma şüaları üçün son müşahidə platforması olardı ” dedi. “20 km [12,4 mil] məsafədə uçaraq, qamma-şüa mənbəyinə mümkün qədər yaxın, birbaşa buludun zirvəsi üzərində uça bilərik.”

ER-2 mükəmməl bir həll olduğu üçün və komanda düzgün fırtınaların üzərindən uçmaq niyyətində olduğundan, tədqiqatçılar bu hadisələrin nadir olduğu halda, demək olar ki, heç bir şey görməyəcəklərini düşündülər. Ancaq ümumi olsaydılar, çox şey görərdilər.

Və çox şey gördülər.

Bir ay ərzində ER-2 Floridanın cənubundakı tropik bölgələrdə böyük fırtınalar üzərində 10 uçuş həyata keçirdi və onlardan doqquzu bu yay qamma radiasiyasını müşahidə etdi ki, bu da gözləniləndən daha dinamik idi.

Universitetin fizika və texnologiya professoru Martino Marisaldi deyib: “Qamma-parıldayan ildırım buludlarının dinamikası parıltıların əvvəlki kvazistasionar mənzərəsi ilə tamamilə ziddiyyət təşkil edir və daha çox həm nümunəsi, həm də davranışı baxımından nəhəng qamma-parıldayan qaynar qazana bənzəyir”. Bergen.

Tropiklərdəki tipik tufanın ölçüsünü nəzərə alsaq, digər enliklərdəki tufanlardan xeyli böyükdür, bu, tropiklərdəki bütün tufanların yarıdan çoxunun radioaktiv olduğunu deməyə əsas verir. Tədqiqatçılar iddia edirlər ki, qamma radiasiyasının bu aşağı səviyyədə istehsalı bir qazan sudan qaynayan buxar kimi işləyir və içəridə nə qədər enerji yığıla biləcəyini məhdudlaşdırır.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=183&slotname=8188791252&adk=2823516881&adf=2996406042&pi=t.ma~as.8188791252&w=730&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1728969561&rafmt=11&format=730×183&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-10-amount-variety-gamma-large-tropical.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTUuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTI5LjAuNjY2OC45MCIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTI5LjAuNjY2OC45MCJdLFsiTm90PUE_QnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEyOS4wLjY2NjguOTAiXV0sMF0.&dt=1728836016400&bpp=1&bdt=3649&idt=87&shv=r20241009&mjsv=m202410090101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Ddd084782a3980897%3AT%3D1725971170%3ART%3D1728969247%3AS%3DALNI_Ma1uv12HX_ctV-7loP2Dla_dLGslw&eo_id_str=ID%3D6cdee71e935b6dcb%3AT%3D1725971170%3ART%3D1728969247%3AS%3DAA-AfjZEH1DAbfRV50frmhACTroQ&prev_fmts=0x0%2C730x280%2C928x1012%2C730x183%2C928x115&nras=3&correlator=5324655228962&frm=20&pv=1&tl=az&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=457&ady=3700&biw=1903&bih=859&scr_x=0&scr_y=282&eid=44759875%2C44759926%2C44759837%2C31087794%2C31087890%2C44798934%2C95343454%2C95344188%2C95344778%2C31087977&oid=2&psts=AOrYGskcSpVQGtNOMjDZl2neVdi67E7winhttA5Zr0LcyeOybfY74DQPopvExXpsz8tzg7v49X0PAAlG4iimeUdZd95ISxg%2CAOrYGsnIffJK4O_PTGGUggRoXSGIUrd6-5TeGfkowN9q4hAqxVt3M8o2JCy8U1ADWhKwSXW-8F5f5WEparpFCdpYjiIX04I9jIkH0dFH6-0hXRef8eqcow%2CAOrYGsmzOAuaFBolLRBgHgBR3Opct5CGuDQVIP8ehNd3F-urPt3utynUZMRy6iaCNRreMwmJytNj3mwt1KSMPKhAOwyqIewO&pvsid=324500493065151&tmod=982980137&uas=1&nvt=3&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fsort%2Fdate%2Fall%2Fpage8.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C859&vis=1&rsz=%7C%7CpEebr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=4&uci=a!4&btvi=3&fsb=1&dtd=M

Tədqiqatçılar eyni tufanlardan gələn qısamüddətli və intensiv qamma radiasiya partlayışlarının çoxsaylı nümunələrini görməkdən eyni dərəcədə həyəcanlandılar. Bunlardan bəziləri ilkin olaraq NASA peykləri tərəfindən aşkar edilənlərə bənzəyirdi. Bunlar demək olar ki, həmişə aktiv ildırım boşalması ilə birlikdə baş verirdi.

Bu onu göstərir ki, ildırımın yaratdığı böyük elektrik sahəsi, ehtimal ki, onsuz da yüksək enerjili elektronları çox yükləyir və onlara yüksək enerjili nüvə reaksiyaları yaratmağa imkan verir.

Ancaq ən azı iki növ qısa qamma radiasiya partlayışları da var idi ki, bunlar əvvəllər heç vaxt görülməmişdir. Bir növ inanılmaz dərəcədə qısadır, saniyənin mində birindən azdır, digəri isə saniyənin onda biri ərzində təkrarlanan təxminən 10 fərdi partlayış ardıcıllığıdır.

“Qamma radiasiyasının bu iki yeni forması ən maraqlı hesab etdiyim şeydir” dedi Cummer. “Görünür, onların ildırım çaxmalarının inkişafı ilə əlaqəsi yoxdur. Onlar bir növ kortəbii olaraq ortaya çıxırlar. Məlumatlarda onların əslində ildırım çaxmasını başlatan proseslərlə əlaqəli ola biləcəyinə dair göstərişlər var ki, bu da elm adamları üçün hələ də sirr olaraq qalır.”

Bütün bu qamma radiasiya ilə Hulk-a çevrilməkdən narahat olan kimsə varsa, Cummer əlavə etdi, onlar olmamalıdır. İstehsal olunan radiasiya miqdarı yalnız bir şəxs və ya obyekt mənbə mənbəyinə olduqca yaxın olduqda təhlükəli ola bilər.

“Əgər özünüzü orada tapsanız, radiasiya ən az probleminiz olardı. Təyyarələr həddindən artıq turbulentlik və küləklər səbəbindən aktiv tufan nüvələrində uçmaqdan çəkinir” dedi Cummer. “Hətta indi bildiklərimizi bilsək də, əvvəlkindən daha çox uçmaqdan narahat deyiləm.”

Daha çox məlumat: Nikolai Østgaard, Flickering qamma-ray flashes, the missing links between qamma glows and TGFs, Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-07893-0 . www.nature.com/articles/s41586-024-07893-0

Yüksək dinamik qamma-şüa emissiyaları tropik ildırım buludlarında geniş yayılmışdır, Təbiət (2024), DOI: 10.1038/s41586-024-07936-6 . www.nature.com/articles/s41586-024-07936-6

Jurnal məlumatı: Təbiət 

Duke Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir