Gama ışınları, nükleer tepkimelerle ve süpernova patlamaları, kara delikler gibi evrendeki en ekstrem olaylarla ortaya çıkmaktadır; ancak bu ışınlar daha yakın bölgelerde de meydana gelebilir. Son otuz yıl içinde bilim insanları, gök gürültülü fırtınaların gama ışınları yaratma yeteneğine sahip olduğunu keşfetti. Yeni araştırmalar, bu en enerjik ışık türünün fırtınalar içinde nasıl oluştuğunu vurguladı.
İKİYE AYRILIR
Fırtınalardaki gamma ışını olayları, 100 mikro saniyeye kadar sürebilen karasal gamma ışını patlamaları (TGF) ve yüzlerce saniye sürebilen gamma ışını parlamaları olarak ikiye ayrılmaktadır. Araştırmalar ayrıca, daha uzun süreli (yüzlerce milisaniye) darbeler içeren ve daha uzun süren parlamalarla bağlantılı olan, araştırmacıların "titreyen gamma ışını patlamaları" (FGF) adını verdikleri bir durumu da ortaya koydu.
Duke Üniversitesi'nden Prof. Steve Cummer, “Gök gürültülü fırtınalarda hayal ettiğimizden çok daha fazlası oluyor,” dedi. “Aslında, büyük fırtınaların hemen hepsi, farklı formlarda, gün boyunca gamma ışınları üretiyor.”
YILDIRIM BAŞLATIYOR OLABİLİR
Başlangıçta, yıldırımın bu gama ışınlarının üretilmesinden sorumlu olduğu düşünülüyordu. Ancak bu durumun böyle olmadığı görülüyor. Aslında, yıldırım oluştuğunda, gamma ışını emisyonlarının ardından geldiği görülüyor; bu da gamma ışınlarının yıldırımı başlatıyor olabileceğini gösteriyor.
Araştırmacılar, yıldırımın oluşumunun, bulutlar içindeki yoğun elektrik alanı tarafından hızlandırılan serbest elektronların hareketiyle gerçekleştiğine inanıyor. Elektronlar yukarı doğru hareket ederken, hava ve su molekülleriyle etkileşime geçiyor ve bu çarpışmalar, antimadde ve gamma ışınlarının oluşumu gibi tepkimeleri tetikleyebiliyor.
Araştırma, NASA'nın ER-2 Yüksek İrtifa Hava Bilimleri Uçağı kullanılarak gerçekleştirildi. Soğuk Savaş döneminden kalma bu retrofitted U2 casus uçağı, ticari uçaklardan iki kat daha yüksek uçarak, tropik fırtınaları incelemek için 10 kez Meksika Körfezi üzerinde uçtu.
Prof. Cummer, “Bu fenomenlerin yaygın olup olmadığını anlamak için birkaç uçak kampanyası düzenlendi, ancak karışık sonuçlar alındı ve ABD üzerindeki bazı kampanyalar hiç gamma radyasyonu bulamadı,” dedi. “Bu proje, bu soruları bir kez ve herkes için çözmek amacıyla tasarlandı.”
"MÜKEMMEL BİR PLATFORM OLACAK"
Bergen Üniversitesi'nden Prof. Nikolai Østgaard, “ER-2 uçağı, gök gürültüsü bulutlarından gamma ışınlarını gözlemlemek için mükemmel bir platform olacak,” diye açıkladı. “20 km yükseklikte [12,4 mil], bulutların üstünden uçarak gama ışını kaynağına mümkün olan en yakın mesafede olabiliyoruz.”
Gözlemler ayrıca, parıltı emisyonunun statik olmadığını, sürekli değiştiğini gösterdi; bu durum da içinde enerji birikimini sınırlıyor olabilir. Araştırma ekibi, gama ışınlarının üretilmesinde boyutun önemli olduğunu değerlendiriyor ve tüm fırtınaların gamma ışınları üretemeyeceğini düşünüyor, ancak tropik fırtınaların yarısından fazlasının bunu yapabileceğini belirtiyor.
Prof. Martino Marisaldi, “Gama parlayan gök gürültülü bulutların dinamikleri, daha önceki yarı-statik parıltı görüntüsü ile keskin bir tezat oluşturuyor ve daha çok büyük bir gamma parlayan kaynayan tencere gibi bir düzen ve davranış sergiliyor,” dedi.