Wie entstehen Gammastrahlen in Gewittern? 💥
Die Forscher installierten ein Netzwerk von Sensoren um Sendemasten in Kanazawa. Dieser multisensorielle Ansatz ermöglichte die Aufzeichnung eines TGF, der mit einem Blitz synchronisiert war. Die Beobachtung zeigt ein intensives elektrisches Feld, das Elektronen auf Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt.
Der genaue Moment, in dem sich die beiden Entladungen treffen, schafft einzigartige Bedingungen. Der TGF wurde 31 Mikrosekunden vor dem Zusammenfluss der Entladungspfade registriert. Diese Entdeckung liefert wichtige Hinweise darauf, wie Gewitter diese extremen Strahlungen erzeugen.
Frühere Weltraummissionen der NASA und ESA hatten TGF bereits untersucht. Bodenbeobachtungen bieten jedoch eine unübertroffene zeitliche Auflösung. Die gesammelten Daten zeigen die physikalischen Prozesse, die in diesen atmosphärischen Phänomenen ablaufen.
Ein aufsteigender positiver Leader, der einen absteigenden terrestrischen Gammablitz erzeugt, ausgehend von einem Fernsehsendemast.
Quelle: Yuuki Wada
Japanische Wintergewitter mit ihren besonderen Eigenschaften bieten ein ideales Forschungsumfeld. Wissenschaftler hoffen, dort neue Erkenntnisse über die Beziehung zwischen Blitzen und TGF zu gewinnen. Diese Forschungen könnten auch unser Verständnis elektrischer Phänomene in der Atmosphäre verbessern.
Im Detail: Wie erzeugen Gewitter Gammastrahlen?
Gewitter schaffen einzigartige Bedingungen, unter denen geladene Teilchen extreme Energien erreichen können. Heftige Luftbewegungen und Wassertropfen innerhalb von Gewitterwolken verursachen Kollisionen zwischen Eiskristallen. Diese Wechselwirkungen setzen Elektronen frei, die durch intensive elektrische Felder beschleunigt werden und Gammastrahlung erzeugen, wenn sie mit Luftmolekülen interagieren.
Der genaue Prozess, der zur Bildung von TGF führt, bleibt ein aktives Forschungsgebiet. Wissenschaftler vermuten, dass besondere elektrische Entladungen wie aufsteigende Leader eine Schlüsselrolle spielen. Diese Phänomene schaffen Bedingungen, die die Beschleunigung geladener Teilchen begünstigen.
Aktuelle Beobachtungen deuten darauf hin, dass die Konvergenz mehrerer Entladungen den Effekt verstärken kann. Wenn sich zwei Entladungspfade treffen, kann das lokale elektrische Feld intensiv genug werden, um nachweisbare Gammastrahlung zu erzeugen. Diese Hypothese wird durch die präzisen zeitlichen Daten der japanischen Forscher gestützt.
Die in Science Advances veröffentlichte Studie markiert einen wichtigen Meilenstein in der Erforschung von TGF.