Kutatók felfedik az évszázados rejtélyt

A Penn State Egyetem professzora, Victor Pasko vezette azt a nemzetközi kutatócsoportot, amely július 28-án a Journal of Geophysical Research című tudományos folyóiratban publikálta áttörő eredményeit. E felfedezés révén először kaptunk pontos és kvantitatív magyarázatot a villám keletkezésének titkára, összekötve a röntgensugarak, elektromos mezők és az elektronlavinák fizikáját.

A láthatatlan kezdetek

A villám nem látható szikrával kezdődik; a folyamat a viharfelhőkben rejtőzik, ahol hatalmas elektromos mezők alakulnak ki. A kutatók felfedezték, hogy ezek a mezők felgyorsítják a kis sebességű részecskéket, elektronokat, melyek, amikor ütköznek a levegő molekuláival, mint a nitrogén és az oxigén, nagy energiájú röntgensugarakat bocsátanak ki.

Kozmikus segítség a folyamatban

A kutatócsoport fotoelektromos visszacsatolást alkalmazó modellje magyarázza a jelenség mechanizmusát. A relativisztikus elektronlavinák által generált röntgensugarak új elektronokat hoznak létre a levegőben fellépő fotoelektromos hatás révén, fokozva a lavinát.

A viharfelhők elektromos mezői elengedhetetlenek a folyamathoz, de szükség van egy kezdeti szikrára, amely nem a Földről, hanem az űrből érkezik. A kozmikus sugarak, ezek a távoli csillagokból és galaxisokból származó nagy energiájú részecskék folyamatosan átszivárognak a Föld légkörébe, és szabad elektronokat hoznak létre.

Új felfedezések a gamma-villámokról

A kutatás további érdekes eredményeket is hozott: a földi gamma-sugár-villanásokat. Ezek a hihetetlenül nagy energiájú fotonkitörések, amelyek a villámtevékenységgel fonódnak össze, titokzatos tulajdonságokkal bírnak.

A kutatók felfedezései révén a modell egyenletei más tudósok számára is elérhetők lesznek, ami lehetővé teszi, hogy a viharok idején pontosabb időjárás-előrejelzéseket készíthessenek, és jobban megértsék a légkör elektromos folyamatait.

A kutatás hatása

Ebben a nemzetközi együttműködésben Viktor Pasko mellett francia, cseh és dán kutatók, valamint a NASA munkatársai is részt vettek. Zaid Pervez, a Penn State Egyetem doktorandusza, szintén a modellt alkalmazta a téri megfigyelések integrálására.

Ez a felfedezés nemcsak régi kérdésekre ad választ, hanem új irányokat is kijelöl a tudományban. A kutatók most már jobban érthetik, hogyan alakulnak ki a különböző típusú villámok, és hogy milyen szerepet játszik a kozmikus sugárzás a földi jelenségekben. A felfedezés gyakorlati alkalmazásainak széles spektrumát nyitja meg, köztük a meteorológia, légkörfizika és akár a klímaváltozás kutatása terén is.