Scoperta una strana connessione tra raggi gamma e fulmini

Esiste la possibilità che i bagliori di raggi gamma non si limitino a precedere i fulmini, ma, in realtà, li aiutino

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Per la prima volta, gli scienziati hanno potuto stabilire l’esistenza di un collegamento tra due tipi di fenomeni apparentemente scollegati, quali i raggi gamma e le nubi temporalesche, suggerendo che deboli scoppi di raggi gamma potrebbero precedere i fulmini in determinate condizioni.

I due fenomeni in questione sono le emissioni deboli chiamate bagliori a raggi gamma, che durano circa un minuto, e lampi di raggi gamma terrestri molto più brevi e più intensi (TGF).

Entrambi i fenomeni erano già noti per accadere all’interno di nubi temporalesche, a seconda delle varie cariche elettriche positive e negative attorno a loro, causate da elettroni accelerati. Ma gli scienziati non hanno mai compreso appieno come i due fenomeni si verifichino contemporaneamente e il loro collegamento ai fulmini.

L’osservazione dei due fenomeni collegati allo scoppio di un fulmine h aperto un nuovo livello di comprensione sulla fisica sovralimentata dei temporali.

Durante un temporale invernale a Kanazawa, i nostri monitor hanno rilevato un TGF simultaneo e un fulmine“, spiega l’astrofisico Yuuki Wada, dell’Università di Tokyo in Giappone. “Questo è abbastanza comune, ma, inaspettatamente, abbiamo anche visto un bagliore di raggi gamma nella stessa area allo stesso tempo“.

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Inoltre, il bagliore è improvvisamente scomparso quando il fulmine ha colpito, permettendoci di dire in modo conclusivo che questi eventi sono intimamente connessi e questa è la prima volta che questa connessione è stata osservata“.

Gli scienziati sanno da decenni che attività di raggi gamma può accompagnare i temporali (provocata dal passaggio di elettroni che interagiscono con i nuclei degli atomi di azoto), questi due tipi di eventi in contemporanea erano stati rilevati solo una volta in precedenza e con letture meno conclusive.

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Le nuove scoperte fanno parte di uno studio in collaborazione denominato Osservazione dei raggi di sole invernali (GROWTH). Il team lavora con una serie di monitor installati su scuole e altri edifici a Kanazawa, nella prefettura di Ishikawa.

Con le nuvole temporalesche portate naturalmente a terra dalla topografia circostante, si tratta del posto perfetto per studiare cosa succede all’interno delle nuvole. I monitor utilizzano anche un cristallo di scintillazione per rilevare le radiazioni ionizzanti, e due tubi fotomoltiplicatori che possono trasformare i fotoni in un segnale elettrico (e leggibile).

È interessante notare che i ricercatori dicono che esiste la possibilità che i bagliori di raggi gamma non si limitino a precedere i fulmini, ma, in realtà, li aiutino. Un altro dei tanti misteri che restano da risolvere è capire la ragione per cui i TGF avvengono così raramente al fianco dei fulmini, e esattamente ciò che li spinge a verificarsi.

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Ulteriori studi e l’installazione di un maggior numero di sensori di radiazioni dovrebbero permettere agli scienziati di acquisire più dati che, si spera, permetteranno di rispondere a queste domande e potrebbero anche aiutare i meteorologi a prevedere con maggiore precisione il verificarsi di tempeste elettriche.

Con più sensori, potremo migliorare notevolmente i modelli predittivi“, afferma Wada . “È difficile dirlo adesso, ma con una quantità di dati adeguata registrata da un numero sufficiente di sensori, potremmo essere in grado di prevedere i fulmini con un anticipo di circa 10 minuti rispetto al loro verificarsi in un raggio di circa due chilometri da dove accadranno“.

La ricerca è stata pubblicata su Communications Physics .

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