Kosmiskās daļiņas spīd pērkona negaiss

Radio izstarojums sniedz informāciju par zibens veidošanos

Kosmisko daļiņu duša (grafiski) negaisa laikā virs LOFAR serdes. © Radboud universitāte
lasīt skaļi

Zibens trieciens: Kosmisko staru raksturīgie radio signāli varētu palīdzēt labāk izprast zibens un pērkona negaisu. Tā kā pētniekiem ir izdevies iegūt vērtīgu informāciju par negaisa mākoņu iekšējo dzīvi no šī trokšņa.
Zinātnieki vēlas izskaidrot zibens izcelsmi un uzlabot laika prognozi, viņi raksta žurnālā Physical Review Letters.

Zibens negaiss ir iespaidīgs dabas skats - tas, kā un it īpaši, kad tas rodas, daudzējādā ziņā joprojām nav skaidrs. Izpētīt negaisa mākoņus ir grūti: lidmašīnas, gaisa baloni vai mazas raķetes var iekļūt mākoņos, bet tikai uztvert to tiešo apkārtni. Turklāt pašas lidmašīnas ietekmē elektrisko lauku mākonī un tādējādi var viltot mērījumu. Turklāt, ņemot vērā augsto elektrisko spriegumu, īpašas prasības mērīšanas elektronikai.

Zvaigžņu sprādzienu izraisītas augstas enerģijas daļiņas

Ar enerģiju bagātas kosmiskās daļiņas varētu nodrošināt izeju: tās rodas, piemēram, zvaigžņu sprādzienu laikā un pastāvīgi ietekmē Zemes atmosfēru. Pēc trieciena augstas enerģijas daļiņas rada elementāru daļiņu dušu. Šīs daļiņu dušas var noteikt ar tipiskiem radio signāliem - un tās varētu arī sniegt informāciju par negaisa elektrisko lauku, jo tās ietekmē daļiņu uzvedību.

Tomēr, lai aizsargātu elektroniku, pērkona negaisa laikā radioteleskopi parasti tiek izslēgti.

Holandiešu sistēma LOFAR ir atšķirīga: tas nav viens radioteleskops, bet gan vairāk nekā 10 000 relatīvi mazu antenu bloks. Lai gan to var izmērīt pat negaisa laikā - tomēr iegūtie dati līdz šim bija praktiski bezjēdzīgi. "Mēs to neizmetām, bet arī neanalizējām, " saka Pims Šellarts no Radboudas universitātes Neimegenā. displejs

Vairāki simti miljoni voltu

Tomēr tas mainījās, kad pētnieki kopā ar astrofiziķiem un negaisa ekspertiem izveidoja datora modeli un to papildināja ar datiem. "Mēs modelējām, kā negaisa elektriskais lauks var izraisīt dažādus mērījumu rezultātus, " saka svina autore Šellarta. Izmainītās radio emisijas tādējādi sniedz daudz informācijas par šiem laukiem. Turklāt, tā kā tie pārvietojas gandrīz ar gaismas ātrumu, tie nodrošina tūlītēju visa negaisa mākoņa attēlu.

"Mēs pat varējām noteikt elektriskā lauka stiprumu noteiktā mākoņa augstumā, " turpināja Šellarts. Tādējādi lauka intensitāte var būt līdz 50 kilovolti uz metru. Vairāku kilometru negaisa šūnā kopā sanāk simtiem miljonu voltu: negaisa mākonis satur milzīgu enerģijas daudzumu.

Šī jaunā vētras mākoņu mērīšanas metode var palīdzēt labāk izprast zibens un uzlabot laika prognozes. Tas ir arī studiju vadītāja Heino Falcke mērķis. "Mēs ceram, ka mēs varēsim attīstīt savus modeļus vēl vairāk, lai atbildētu uz senu jautājumu: kā patiesībā notiek zibens?" (Physical Review Letters, 2015, presē)

(Radboudas universitāte, 22.04.2015. - AKR)