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“.
“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.
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.
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 .
