Hunter
Rejtélyes robbanásokat észleltek a légkörben
Részecskegyorsító üzemel a Föld felső légkörében, a nagy zivatarfelhők felett, olyan energiákat mozgósítva, amely erejét tekintve felveszi a versenyt a világegyetem legegzotikusabb környezeteivel is.
A felső atmoszférából az űr irányába terjedő földi gammasugarú villanások (FGV), többnyire egyetlen milliszekundumig tartó, rendkívül rövid gammasugár lökések. A gammasugarakat a közel fénysebességgel utazó elektronok bocsátják ki, amikor szétszóródnak és lelassulnak a felső atmoszférában. Az FGV-ket elsőként a Compton Gammasugarú Obszervatórium fedezte fel 1994-ben, A technikai korlátok miatt azonban a Compton megfigyelései azonban nem tudták számszerűsíteni a robbanásokat, valamint nem sikerült megállapítani energiacsúcsaikat sem.
Az új megfigyeléseket egy műhold, a RHESSI (Reuven Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager), a NASA egy Small Explorer osztályú űreszköze végezte el, mely szerint naponta legalább 50 FVG hagyja el a Földet, energiájuk pedig vetekszik a fekete lyukak által kibocsátottal. "Elképesztő, hogy egy olyan kicsi és szelíd bolygó, mint a Föld ilyen energiákra gyorsítsa fel a részecskéket" - nyilatkozott David Smith a Kalifornia Egyetem fizika professzora, a tanulmány elsőszámú szerzője. "Az itt mért energiák olyan magasak, mint a fekete lyukak és a neutroncsillagok által kibocsátott gammasugarakban."
Az FVG-ket előállító elektronsugarakat gyorsító mechanizmus egyelőre még kétséges, de Smith professzor szerint feltehetően a zivatar felhők csúcsain a villámlás kisülésének köszönhetően felhalmozódott elektromos töltéssel lehet kapcsolatban, ami egy erős elektromos mezőt eredményez a felhőcsúcsok és az ionoszféra, a Föld légkörének külső rétege között. "Függetlenül a pontos működési elvtől, elképesztő erők munkálkodnak a felső légkörben, melyek ezekre a rendkívül magas energiákra gyorsítják fel az elektronokat, gammasugarakat bocsátva ki, amikor összeütköznek a felső atmoszférában szórványosan előforduló atomokkal" - magyarázta Smith. "Ami lényeges számunkra, hogy most már elég pontos adatokat tudunk szolgáltatni az elméleti szakemberek számára modelljeik teszteléséhez."
AZ FVG-ket a villámcsapásokkal hozzák összefüggésbe és valószínűleg egy látható jelenséghez is köthető, ami zivatarok alkalmával alakul ki a felső légrétegben, vörös villanások és kék sugarak alakjában. A tanulmány szerzői a napi átlagos FVG mennyiséget - mint fentebb is említettük - 50 körülire becslik, azonban egyes modellek szerint ez az arány akár százszorosára is nőhet, mivel a sugarak rendkívül fókuszáltak, azaz a műhold csak akkor észlel egy FVG-t, ha közvetlenül az útjában van. A RHESSI mérései szerint egy FVG időtartama 0,2 és 3,5 milliszekundum között mozog. A legerősebb FVG fotonok esetében 10 és 20 millió elektronvolt (10-20 MeV) közötti értékeket mértek, ami a gyógyászatban alkalmazott röntgensugár körülbelül háromszázszorosa.
A felfedezés több érdekes kérdést is felvet, többek közt azt, hogy az FVG-ket kibocsátó elektronok hozzájárulnak-e a Föld sugárzási öveinek nagy energiájú elektronjaihoz. "Rendkívül érdekes a folyamat, mivel egészen szélsőséges fizika dolgozik itt a Földön. Ha sikerül megértenünk a működését, akkor betekintést nyerhetünk a világegyetem kevésbé hozzáférhető helyeinek hasonló folyamataiba is" - összegzett Smith.
Letölthető videó, felbontása 512x512, hossza 24 s, mérete 3,5 MB, formátuma MPEG
A felső atmoszférából az űr irányába terjedő földi gammasugarú villanások (FGV), többnyire egyetlen milliszekundumig tartó, rendkívül rövid gammasugár lökések. A gammasugarakat a közel fénysebességgel utazó elektronok bocsátják ki, amikor szétszóródnak és lelassulnak a felső atmoszférában. Az FGV-ket elsőként a Compton Gammasugarú Obszervatórium fedezte fel 1994-ben, A technikai korlátok miatt azonban a Compton megfigyelései azonban nem tudták számszerűsíteni a robbanásokat, valamint nem sikerült megállapítani energiacsúcsaikat sem.
Az új megfigyeléseket egy műhold, a RHESSI (Reuven Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager), a NASA egy Small Explorer osztályú űreszköze végezte el, mely szerint naponta legalább 50 FVG hagyja el a Földet, energiájuk pedig vetekszik a fekete lyukak által kibocsátottal. "Elképesztő, hogy egy olyan kicsi és szelíd bolygó, mint a Föld ilyen energiákra gyorsítsa fel a részecskéket" - nyilatkozott David Smith a Kalifornia Egyetem fizika professzora, a tanulmány elsőszámú szerzője. "Az itt mért energiák olyan magasak, mint a fekete lyukak és a neutroncsillagok által kibocsátott gammasugarakban."
Az FVG-ket előállító elektronsugarakat gyorsító mechanizmus egyelőre még kétséges, de Smith professzor szerint feltehetően a zivatar felhők csúcsain a villámlás kisülésének köszönhetően felhalmozódott elektromos töltéssel lehet kapcsolatban, ami egy erős elektromos mezőt eredményez a felhőcsúcsok és az ionoszféra, a Föld légkörének külső rétege között. "Függetlenül a pontos működési elvtől, elképesztő erők munkálkodnak a felső légkörben, melyek ezekre a rendkívül magas energiákra gyorsítják fel az elektronokat, gammasugarakat bocsátva ki, amikor összeütköznek a felső atmoszférában szórványosan előforduló atomokkal" - magyarázta Smith. "Ami lényeges számunkra, hogy most már elég pontos adatokat tudunk szolgáltatni az elméleti szakemberek számára modelljeik teszteléséhez."
AZ FVG-ket a villámcsapásokkal hozzák összefüggésbe és valószínűleg egy látható jelenséghez is köthető, ami zivatarok alkalmával alakul ki a felső légrétegben, vörös villanások és kék sugarak alakjában. A tanulmány szerzői a napi átlagos FVG mennyiséget - mint fentebb is említettük - 50 körülire becslik, azonban egyes modellek szerint ez az arány akár százszorosára is nőhet, mivel a sugarak rendkívül fókuszáltak, azaz a műhold csak akkor észlel egy FVG-t, ha közvetlenül az útjában van. A RHESSI mérései szerint egy FVG időtartama 0,2 és 3,5 milliszekundum között mozog. A legerősebb FVG fotonok esetében 10 és 20 millió elektronvolt (10-20 MeV) közötti értékeket mértek, ami a gyógyászatban alkalmazott röntgensugár körülbelül háromszázszorosa.
A felfedezés több érdekes kérdést is felvet, többek közt azt, hogy az FVG-ket kibocsátó elektronok hozzájárulnak-e a Föld sugárzási öveinek nagy energiájú elektronjaihoz. "Rendkívül érdekes a folyamat, mivel egészen szélsőséges fizika dolgozik itt a Földön. Ha sikerül megértenünk a működését, akkor betekintést nyerhetünk a világegyetem kevésbé hozzáférhető helyeinek hasonló folyamataiba is" - összegzett Smith.
Letölthető videó, felbontása 512x512, hossza 24 s, mérete 3,5 MB, formátuma MPEG
