Energie potřebná pro bouřky by mohla pocházet z laviny elektronů nasazených mimozemským Kosmické paprskyNová studie tvrdí.
Vědci již věděli, že Lightning je elektrický výtok mezi Thunderclouds a zemským povrchem, ale přesně to, jak bouřkové mraky získávají dostatečně výkonné pole, aby vrhaly šroub, zůstalo po staletí záhadou.
Nová studie nyní použila počítačové modely k odhalení, že blesk zasáhne v důsledku silné řetězové reakce, která začíná ve vesmíru. Vědci zveřejnili svá zjištění 28. července v Journal of Geophysical Research: Atmosféry.
„Naše zjištění poskytují první přesné, kvantitativní vysvětlení toho, jak Lightning iniciuje v přírodě,“ vedoucí autor studie Victor Christmasprofesor elektrotechniky na Penn State School of Electrical Engineering and Computer Science, řekl v prohlášení. „Spojuje tečky mezi rentgenovými paprsky, elektrická pole a fyzikou elektronových lavin.“
Elektrická povaha Lightningové byla skvěle potvrzena Benjaminem Franklinem v roce 1752. Franklinova ikonická, i když ikonická, však často zkreslenýExperiment zahrnoval létání draka připevněného k 1-stopovému (0,3 metru) drátu na jednom konci a provázací šňůra připojená k klíči s druhým, který Franklin držel s hedvábnou stuhou. Když dorazila bouře, drak se elektrifikoval a motouz namočil, takže malá jiskra vyskočila z klíče k jeho nataženému prstu.
Navzdory tomuto objevu jsou data zaznamenaná letadly a povětrnostními balóny ukazují, že elektrické pole potřebné pro elektrony k kaskádu na Zemi jsou Asi 10krát větší než ten, který se skutečně měřil uvnitř bouřkových mraků.
Související: „Killer Electrons“ hrají pinball s vesmírným počasím kolem Země
Existují dvě konkurenční teorie, které vysvětlují, jak se blesk skutečně vyskytuje. První, atmosférická statická elektřina, předpokládá, že tření mezi shluky ledu v bouřkových mracích odděluje negativně nabité elektrony od atomyzpůsobují jejich druhování, dokud ionizují částice v atmosféře pod nimi a uvolní dostatek elektronů, aby závodily na zem podél několika cest vidlice.
Ve druhé teorii je této počáteční ionizace dosaženo kosmickými paprsky-vysokoenergetické subatomické částice (většinou protony) z vesmíru, které zasáhnou horní atmosféru. Tyto paprsky pocházejí slunce;; Hvězdné výbuchy zvané supernovy; rychle točící neutronové hvězdy zvané Pulsars; a další neznámé zdroje. Když kosmické částice zasáhnou atmosféru, vytvoří útěkové rozpady elektronů, které končí v kaskádě pozemního úderu.
V nové studii vědci sdružovali data ze senzorů založených na pozemních, satelitech a špionážních letadel s vysokou výškou a odpovídali informacím matematickému modelu, který simuloval podmínky v bouřkovém cloudu, který předcházel stávce.
Simulace modelu podporovaly teorii kosmických paprsků a ukazují, že elektrony produkované vysokorychlostními protony se zrychlují podél linií elektrického pole a množí se, když zasáhly molekuly v atmosféře, jako je dusík a kyslík. To vede k lavině elektronů a produkuje vysoce energetické fotony, které iniciují blesky, říkají vědci.
Pozoruhodně, model také vysvětluje, proč záblesky gama-paprsků-fotony s vysokou energií-a rentgenové paprsky se vyskytují před údery blesku.
„V našem modelování vytvářejí vysoce energetické rentgenové paprsky produkované relativistickými elektronovými lavinami nové semenné elektrony poháněné fotoelektrickým efektem ve vzduchu a rychle zesilují tyto laviny,“ řekl Pasko. „Kromě toho, že byla produkována ve velmi kompaktních objemech, může k této útěkové řetězové reakci dojít s vysoce variabilní pevností, což často vede k detekovatelným hladinám rentgenových paprsků, přičemž doprovází velmi slabé optické a rádiové emise. To vysvětluje, proč se tyto záblesky gama záření mohou objevit ze zdrojových oblastí, které se zdají opticky slabé a tiché.“
