نقش اشعه‌ی گاما در بروز رعد و برق‌های نورانی
مجله علمی ایلیاد - بررسی جدید پرتوهای گامای زمینیِ رو به پایین نشان می‌دهد که پدیده‌های الکترومغناطیس نادر با برخورد رعد و برق به زمین مرتبط هستند. تلسکوپ آرایه‌ای رصدخانه‌ای است که شامل ۵۰۷ ردیاب سطحی است که در سراسر کویر یوتا چیده شده است. بین سال‌های ۲۰۱۴ و ۲۰۱۶، این آرایه ۱۰ اثر گامای زمینی رو به پایین یا «TGF» را تشخیص داد. مشاهدات آرایه‌ای که اخیراً در مجله‌ی Geophysical Research منتشر شده است، برای اولین بار ارتباط TGFها را با شروع رعد و برق‌های نورانی نشان می‌دهد و برای اولین بار منشاء TGF را رعد و برق‌ها می‌داند.
TGFها امواج نورانی با انرژی فوق‌العاده زیاد در طیف الکترومغناطیسی هستند و به لطف تلسکوپ آرایه‌ای دانشمندان هم اکنون توانسته‌اند آن‌ها را بهتر درک کنند.
«راشا عباسی»، یکی از متخصصین فیزیک نجومی دانشگاه یوتا، در این خصوص گفت: «آنچه واقعاً جالب است، این است که تلسکوپ‌های آرایه‌ای برای شناسایی اینگونه موارد طراحی نشده است. آزمایش ما ۱۰۰ برابر بزرگ‌تر از آزمایش‌های دیگر است و زمان پاسخ‌دهی این دستگاه بسیار سریع‌تر است. همه‌ی این عوامل سبب شده‌اند که ما بتوانیم به گونه‌ای به رعد و برق نگاه کنیم که هیچکس دیگر تا کنون نتوانسته است. رصدخانه‌ی آرایه‌ای در اصل برای تشخیص اشعه‌های کیهانی و ذرات دارای انرژی بالا که به طور منظم با جو زمین هماهنگ شده‌اند، به کار گرفته می‌شود.
درست همانند باران نم نم، اشعه‌های کیهانی هر چند دقیقه یکبار، آرایه‌ای را هدف می‌گیرند. پرتوهای گامای زمینی رو به پایین همانند آبی که به سوی خانه‌ای در حال سوختن هدایت شود، به‌سوی این دستگاه‌ها می‌آیند.
«جان بلز»، استاد فیزیک دانشگاه یوتا در این خصوص بیان کرد: «این فرآیند درست مانند صدای انفجارهای پشت سر هم است. در واقع ناگهان چهار یا پنج ردیاب در عرض یک میلی‌ثانیه هدف قرار گرفته شدند و این امر بسیار سریع‌تر از آنچه که از اشعه‌های کیهانی انتظار می‌رود، بود.»
بلز گفت: «ما در نهایت متوجه شدیم که همه‌ی این رویدادهای عجیب و غریب زمانی رخ می‌دهند که آب و هوا بد باشد. بنابراین، شبکه‌ی ملی تشخیص رعد و برق را بررسی نمودیم و در آنجا شاهد رعد و برق نورانی بودیم و پس از آن درست در عرض یک میلی‌ثانیه، انفجار شلیک‌ها آغاز شد.»
TGFها در ابتدا توسط ماهواره‌ها اندازه‌گیری می‌شدند، اما مشاهدات نامشخص بود. به لطف داده‌های تلسکوپ آرایه‌ای، دانشمندان هم اکنون می‌دانند که انفجارها چندین و چند میکرو‌ثانیه یا کمتر طول می‌کشند. داده‌های جدید نیز ثابت می‌کنند که TGFها در هنگام رعد و برق و در مرحله‌ی فروپاشیِ اولیه ایجاد کننده‌ی روشنایی رخ می‌دهند.
عباسي گفت: «TGFهاي رو به پايين از منبع مشابهی درست مانند TGFهای رو به بالا به وجود می‌آیند. لذا ما برای آن‌ها نیز فيزيک مشابهي را دنبال خواهیم کرد. آنچه که ما بر روی زمین می‌بینیم، می‌تواند به توضیح آنچه که در ماهواره‌ها مشاهده می‌شود، کمک نماید و ما می‌توانیم این تصاویر را به منظور درک مکانیسم چگونگی رخ دادن آن، ترکیب کنیم.»
به رغم اطلاعاتی که توسط رصدخانه‌ی تلسکوپ آرایه‌ای ارائه‌ی داده است، باز هم بسیاری از سوالات مرتبط با TGF بدون پاسخ خواهند ماند. «پل کربیلی»، پژوهشگر رعد و برق در مؤسسه‌ی معدن و تکنولوژی نیومکزیکو، گفت: «مکانیزم تولید اشعه‌ی گاما هنوز کشف نشده است. تا کنون، دانشمندان تنها TGFهای مرتبط با نوع خاصی از رعد و برق را شناسایی کرده‌اند، اما تلاش برای نصب انواع جدیدی از ردیاب‌های رعد و برق در این رصدخانه می‌تواند، انواع جدیدی از پدیده‌های TGF را شناسایی کند.»
نوشته: بروکس های
ترجمه: سهیلا دوست‌پژوه - مجله علمی ایلیاد
ترجمه: سهیلا دوست‌پژوه - مجله علمی ایلیاد