Per perkūniją vyksta gama spinduliuotės išsiveržimai, kurių intensyvumas skiriasi. Šių reiškinių vystymosi mechanizmas ir ryšys su žaibais lieka iki galo neaiškūs. Naujausioje studijoje mokslininkai parodė, kad perkūnijos gama spinduliai yra kur kas dažnesni ir įvairesni, nei anksčiau manyta.
Per perkūniją vyksta gama spinduliuotės išsiveržimai, kurių intensyvumas skiriasi. Šių reiškinių vystymosi mechanizmas ir ryšys su žaibais lieka iki galo neaiškūs. Naujausioje studijoje mokslininkai parodė, kad perkūnijos gama spinduliai yra kur kas dažnesni ir įvairesni, nei anksčiau manyta.
Griaustiniai ir žaibai – tai tik ledkalnio viršūnė, slepianti visą aukštos energijos reiškinių klasę atmosferoje per perkūniją. Pavyzdžiui, 1994 metais NASA palydovas „Compton Gamma Ray Observatory“, stebėdamas gama spindulius kosmose, atsitiktinai užfiksavo gama spinduliuotės išsiveržimą iš Žemės.
Vėlesniais tyrimais buvo patvirtintas žeminių gama spindulių, turinčių aukštą intensyvumą (terrestrial gamma-ray flashes), egzistavimas. Be to, žinoma apie mažiau intensyvius ir ilgesnius gama spindulių švytėjimus (gamma-ray glows). Šių reiškinių charakteristika ir vystymosi mechanizmas nėra visiškai aiškūs.
Mokslininkai iš Europos Sąjungos ir JAV analizavo 2023 metų skraidančios laboratorijos duomenis, kurie registravo gama spindulius per vandenynų ir sausumos perkūnijas Karibų jūroje ir Centrinėje Amerikoje. Jų tyrimas, susidedantis iš dviejų straipsnių, buvo paskelbtas žurnale „Nature“.
„Per perkūniją vyksta daug daugiau, nei galime įsivaizduoti. Paaiškėjo, kad visi tokie dideli įvykiai generuoja gama spindulius visą dieną įvairiomis formomis“, – komentavo tyrimą Stivas Kammeris iš Djukos universiteto (JAV), abiejų darbų bendraautoris.
Apie mechanizmą, kaip susidaro gama spinduliuotė per perkūniją, žinoma bendrai. Iš pradžių vandens, krušos, ledo, sudarančio debesį, suspensijoje atsiranda elektrostatinis krūvis. Teigiamai įkrautos dalelės pakyla į viršų, o neigiamai įkrautos nusileidžia žemyn. Susidaro stiprus elektrinis laukas, kuris pagreitina ten esančius elektronus. Atsitiktinai susidurdami su oro molekulėmis, jie išmuša iš jų didelio energijos elektronus. O tie išmuša dar ir dar. Procesas įgauna laviną primenantį pobūdį, sukeldamas daugybę antrinių dalelių, įskaitant gama kvantus.
Tyrimams mokslininkai pasinaudojo NASA ER-2 laboratorija, kuri buvo pertvarkyta iš šaltojo karo laikų šnipinėjimo lėktuvo U2. Šis lėktuvas skraido du kartus aukščiau nei komerciniai orlaiviai, pakildamas virš perkūnijos debesų. Jis vysto didelį greitį, leidžiantį greitai judėti ir pasirinkti perspektyviausius perkūnijos debesis. Tyrėjai atliko 10 skrydžių per mėnesį virš Floridos tropinių regionų.
Pirmajame straipsnyje Nikolajus Ostgaardas iš Bergeno universiteto (Norvegija) su kolegomis aprašė naują gama spindulių blyksnių tipą — mirgėjimą. Jie susideda iš impulsų, trunkančių maždaug 250 milisekundžių, tuo tarpu žemės gama blyksniai trunka du kartus trumpiau.
Iš viso tyrėjai užregistravo 24 mirgėjimo įvykius penkių skrydžių virš perkūnijos metu. Iš jų 17 buvo lydimi žaibų. Autoriai teigė, kad mirganti gama blyksniai prasideda kaip švytėjimas, kuris tada staiga didina intensyvumą ir virsta impulsų serija.
Neatmetama galimybė, kad mirgantieji gama blyksniai gali būti sukeliančios priežastys kai kuriems žaibų iškrovoms. Mokslininkų nuomone, mirgėjimas yra tarpinis ryšys tarp gama švytėjimo ir žemės gama blyksnių.
Antroje darbo dalyje mokslininkai, vadovaujami Martino Marisaldio, taip pat iš Bergeno universiteto, tyrė gama švytėjimo savybes, kurios pasižymi mažesniu intensyvumu. Jie užregistravo įvykius per audrą, apimančią 9000 kvadratinių kilometrų plotą ir trukusią tris valandas.
Paaiškėjo, kad šio tipo gama spinduliuotė nėra reta ir turi įvairias formas. Iš viso per devynis iš dešimties skrydžių buvo užregistruota daugiau nei 500 gama švytėjimų, trunkančių nuo vienos iki 10 sekundžių kiekvienas. Tai prieštarauja ankstesniems tyrimams, kurie fiksavo tolygiai pasklidusias, ilgesnes blyksnius — trunkančius dešimtis, šimtus sekundžių.
