⚡ Wissenschaftler entdecken, wie Blitze entstehen: eine Kettenreaktion

Blitze haben die Menschheit schon immer fasziniert, doch ihre genaue Entstehung in Gewitterwolken blieb lange ein Rätsel. Ein Forscherteam glaubt nun, dieses Geheimnis mit einer bahnbrechenden Entdeckung gelüftet zu haben.

Die Wissenschaftler haben herausgefunden, wie starke elektrische Felder in Wolken Elektronen beschleunigen und Kettenreaktionen auslösen. Diese Kollisionen erzeugen Röntgenstrahlen und hochenergetische Photonen, die schließlich einen Blitz entfachen.


Das von dem Team entwickelte mathematische Modell reproduziert die in Gewitterwolken beobachteten Bedingungen. Es erklärt, wie Elektronen, die durch elektrische Felder beschleunigt werden, durch Kollisionen mit Luftmolekülen Röntgenstrahlen erzeugen. Dieses Phänomen, bekannt als Elektronenlawine, ist entscheidend für das Verständnis der Blitzentstehung.

Vereinfacht gesagt beschleunigen elektrische Felder in Gewitterwolken Elektronen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit. Diese Elektronen kollidieren mit Luftmolekülen und setzen Röntgenstrahlen sowie hochenergetische Photonen frei.

Dieser Prozess löst eine Elektronenlawine aus, bei der jede Kollision neue energiereiche Teilchen erzeugt. Diese Kettenreaktion ist der Ursprung der Blitzentstehung – ein Phänomen, das sich in Millisekunden abspielt.

Spezifische Bedingungen in den Wolken, wie das Vorhandensein von Eiskristallen, können diese elektrischen Felder verstärken. Das erklärt, warum manche Gewitter mehr Blitze produzieren als andere, abhängig von ihrer inneren Struktur.

Feldbeobachtungen in Kombination mit Simulationen haben diese Theorie bestätigt. Die Forscher nutzten Daten von Bodensensoren, Satelliten und Höhenflugzeugen.

Auch terrestrische Gammablitze (siehe nächster Abschnitt), die oft ohne erkennbare optische oder Radiosignale auftreten, fanden eine Erklärung. Das Modell zeigt, wie diese Ereignisse in sehr kompakten Wolkenbereichen entstehen können. Das erklärt, warum sie ohne die üblichen Blitzsignaturen auftreten können.

Diese Forschung eröffnet neue Perspektiven für das Verständnis extremer Wetterphänomene. Sie könnte auch Auswirkungen auf die Flugsicherheit und die Gewittervorhersage haben. Die Modellgleichungen stehen nun anderen Wissenschaftlern zur Verfügung.

Was ist ein terrestrischer Gammablitz?

Terrestrische Gammablitze sind hochenergetische Strahlungsausbrüche, die in Gewitterwolken entstehen. Im Gegensatz zu sichtbaren Blitzen senden sie nicht immer erkennbares Licht oder Radiowellen aus.

Diese Ereignisse sind das Ergebnis relativistischer Elektronenlawinen, bei denen Teilchen extreme Energien erreichen. Sie können in kleinen Wolkenbereichen auftreten, was ihre Beobachtung ohne spezielle Instrumente erschwert.

Terrestrische Gammablitze sind ein Beispiel für die energiereichen Phänomene in unserer Atmosphäre. Ihre Erforschung hilft Wissenschaftlern, die physikalischen Prozesse bei Gewittern besser zu verstehen.