Cercetătorii au detectat raze gamma în timpul unei furtuni

Razele gamma sunt de obicei asociate cu reacții nucleare și fenomene cosmice extreme. Totuși, cercetători din Japonia au observat pentru prima dată formarea acestui tip de radiație în timpul unei furtuni. Descoperirea lor demonstrează că fulgerele pot genera raze gamma — un fenomen până acum neconfirmat direct.

Radiațiile gamma sunt unde electromagnetice de frecvență foarte înaltă, emise de obicei în timpul dezexcitării nucleelor atomice, în urma proceselor de dezintegrare radioactivă. Formate din fotoni extrem de energetici, ele sunt întâlnite frecvent în evenimente cosmice violente, precum exploziile de raze gamma sau jeturile relativiste ale găurilor negre supermasive. De pildă, în 2025, cele mai energetice raze gamma înregistrate vreodată au fost detectate în centrul galaxiei noastre, acolo unde se află o astfel de gaură neagră.

Dar dacă și fulgerele de pe Pământ ar putea produce raze gamma? O echipă de la Universitatea din Osaka a publicat recent în Science Advances prima observație directă a unor raze gamma generate de un fulger, în timpul unei furtuni care a avut loc în orașul Kanazawa.

Cercetătorii au folosit un sistem de detecție cu senzori punctuali, capabil să înregistreze fenomene la scară de microsecunde, și au observat fenomenul pe mai multe lungimi de undă. În condiții de furtună, aerul — care este în mod normal un izolator — formează canale ionizate ce permit curgerea curenților electrici între nori și sol. Acești „conductori de fulger” creează câmpuri electrice intense, care accelerează brusc electronii liberi din atmosferă. La fel de brusc, electronii încetinesc, eliberând energie sub formă de raze gamma.

Observațiile japonezilor au relevat că aceste raze gamma sunt emise înainte de apariția fulgerului propriu-zis — o descoperire surprinzătoare. Mai exact, primul foton gamma a fost detectat cu 31 de microsecunde înainte de coliziunea dintre doi conductori electrici: unul negativ, care cobora dintr-un nor către un turn TV de la sol, și unul pozitiv, care urca dinspre sol. Fasciculul de raze gamma a continuat să fie activ timp de 20 de microsecunde după formarea vizibilă a fulgerului.

Această descoperire confirmă o ipoteză veche: în timpul formării unui fulger, accelerația extremă a electronilor în câmpuri electrice intense poate genera radiații gamma. Până acum, însă, acest fenomen nu fusese observat direct în atmosferă.

Studiul japonez nu doar că lărgește înțelegerea noastră asupra proceselor electrice atmosferice, dar și reconfigurează granițele dintre fenomenele terestre și cele cosmice. Ceea ce părea exclusiv apanajul stelelor moarte și al coliziunilor galactice își găsește, iată, un corespondent chiar deasupra noastră, în mijlocul unei furtuni obișnuite.

Știință&Tehnică

Revista “Ştiinţă şi Tehnică“, cea mai cunoscută şi longevivă publicaţie de popularizare a ştiintelor din România