Descoberta de la vida interior dels llamps de l'Estació Espacial Internacional.
Probablement heu vist un raig des d'un núvol de tempesta per colpejar el terra. Tals bolos representen només una petita part del fenomen general dels llamps. L'activitat més potent es produeix molt per sobre de la superfície, a l'atmosfera superior de la Terra.
Allà allà, els llamps creen breus esclats de raigs gamma que són els fenòmens produïts de manera natural amb més energia del planeta. Els investigadors van mesurar recentment aquests flaixos de raigs gamma terrestres d'alta energia o TGFs, utilitzant instruments de l'Estació Espacial Internacional. El treball ajuda a revelar el mecanisme darrere de la creació dels brillants llamps que anomenem llamps.
Els instruments formen part del monitor d'interaccions Atmosfera-Espai (ASIM), una instal·lació d'observació de la Terra de l'ESA (Agència Espacial Europea) a l'exterior de l'estació espacial usada per estudiar tempestes fortes i el seu paper en l'atmosfera i el clima de la Terra. L'ASIM va registrar altres tipus de llamps d'atmosfera superior coneguts com a esdeveniments lluminosos transitoris (TLEs) a més dels TGFs. Els instruments d'alta velocitat d'ASIM van ajudar els investigadors a determinar la seqüència d'esdeveniments que produeixen TGF, segons s'informa en un document publicat recentment a la revista Science."Amb ASIM, veiem com l'atmosfera i els núvols es burlen com un pot de guisat a l'estufa", afirma Torsten Neubert de l'Institut Nacional de l'Espai, la Universitat Tècnica de Dinamarca i l'autor principal del paper. "La convecció aporta humitat, pols i altres partícules a l'atmosfera superior on afecten el balanç de radiació de la Terra. El llamp és una mesura de convecció i pot ser relativament senzill de posar en models climàtics i climàtics. "
El llamp és una descàrrega ràpida d'electricitat que iguala temporalment les càrregues oposades dins d'un núvol o entre un núvol i el terra. La càrrega del núvol és alimentada per convecció, amb partícules de gel més lleugeres transportades i partícules més pesades que cauen sota l'atracció de la gravetat. Quan aquestes partícules xoquen, intercanvien càrrega i les partícules més lleugeres porten càrrega positiva cap amunt, mentre que les partícules més pesades porten la càrrega negativa. L'atmosfera actua com aïllant entre aquests camps elèctrics fins que la força de la càrrega sobrepassa les propietats aïllants de l'atmosfera. Aleshores, el líder dels llamps - en realitat una llarga espurna - es forma entre les regions del núvol o entre el núvol i el terra, que es produeix tan ràpidament que és difícil veure els humans. Quan el líder es connecta a terra, veiem un llampant de gran corrent: el llamp.
Neubert i el seu equip van observar un TGF que es produïa a l'aparició d'un pols de corrent llamp, que després va generar un elf. Els elfs estan expandint les ones d'emissió de ultraviolats a la ionosfera per sobre d'una tempesta, com les ondulacions còsmiques d'un còdol caigut a l'aigua. Les mesures van suggerir que l'aparició del corrent ocorre ràpidament a gran amplitud i que el raig gamma de raigs gamma es generen per camps elèctrics associats amb el líder del raig. Aquestes observacions proporcionen evidència d'una connexió entre TLEs i TGFs.
Quan una tempesta de tron genera electrons d'energia molt elevats que esclaten a l'atmosfera superior, només duren mil·lisegons, però emeten raigs X i gamma que ASIM pot mesurar. L'experiment va ajudar a identificar què passa a mesura que aquests electrons s'alliberen.
Quan una tempesta de tron genera electrons d'energia molt elevats que esclaten a l'atmosfera superior, només duren mil·lisegons, però emeten raigs X i gamma que ASIM pot mesurar. L'experiment va ajudar a identificar què passa a mesura que aquests electrons s'alliberen.
"A mesura que els llamps s'endinsen a través d'un núvol, l'atmosfera que s'avança es pot descompondre en un pols molt ràpid de corrent molt alt", afirma Neurbert. "En el procés, fa desaparèixer electrons, que generen intermitents brillants. Entendre aquest procés obre la vida interior dels llamps ".
Com que el raig és perillós, els científics solen estudiar-lo al laboratori, però això no pot arribar a la seva veritable naturalesa, afegeix Neubert. "Podem fer servir aquesta nova informació sobre com es genera la radiació d'alta energia per obtenir més informació sobre els processos que hi ha dins del llamp".
Els TGF es produeixen a altituds molt per sobre dels núvols llamps i tempestes normals, de manera que mesurar-los és difícil. Com a plataforma més baixa de l'espai, molt inferior als satèl·lits, l'estació espacial situa ASIM més a prop del que mesura. Els instruments d'ASIM també assenyalen directament cap avall des de l'estació espacial, permetent atrapar el major nombre de fotons en un raig possible.