Új típusú villámot fedeztek fel egy floridai kutatóintézet és egyetem tudósai. A kutatócsoport vezetője, Joseph Dwyer sötét villámnak nevezte el a jelenséget, mivel a hagyományos, vakító fényű villámokkal ellentétben azt semmilyen fényjelenség nem kíséri.
A láthatatlan villám nagy energiájú sugárzásimpulzussal jár, amit a röntgen- és a gammasugárzás tartományában lehet észlelni. Ilyen sugárzást általában a kozmikus háttérsugárzás tartalmaz, illetve atomrobbantásnál szabadul fel. A sötét villám nagyjából egymilliószor akkora sugárzásdózist tartalmaz, mint egy hagyományos villám, és azt gömbszerűen, a tér minden irányába szórja szét, ellentétben a villámok elektromos kisüléseivel, amelyek koncentráltan, egy irányban haladnak a felszín felé.
A kutatók szerint a sötét villám a hagyományos villámhoz hasonlóan a viharfelhőkben felgyülemlett energiát és feszültséget vezetik le. Sötét villám leginkább akkor érheti az embert, ha repülőn utazik, de akkor sem veszi észre az áldozat, annak ellenére, hogy egy pillanat alatt akkora sugárdózist kap, amit normál esetben egész életében szedne össze. Mivel nehéz észlelni, egyelőre nincs bizonyíték arra, hogy bárkibe valaha sötét villám csapott volna bele, és ettől valamilyen károsodás érte volna. Az észleléséhez sugárzásmérő műszerre lenne szükség, ami tipikusan pont nincsen a repülőgépek fedélzetén, illetve elvileg a sötét villám becsapódása után pár pillanatra kékeslila derengés veszi körül a gép testét.
A kutatók szerint nagyjából ezer hagyományos villámcsapásra jut egy sötét villám, vagyis az világszerte éves szinten lecsapó egymilliárd villám mellé egymillió láthatatlan villám is jut, amiről eddig nem tudtunk. Hogy miért és mikor alakul ki sötét villám, azzal kapcsolatban a felfedezői is csak találgatnak egyelőre, Dwyer szerint a kulcsot a viharfelhőben levő, extrém nagy sebességű elektronok jelenthetik, amelyeket a mélyűrből érkező kozmikus sugárzás gerjeszt. Ezek az elektronok normál állapotú atomokkal ütköznek, ami láncreakciót indít el, és végül rövid, de nagy energiájú sugárzásimpulzus elszabadulásához vezet.
Az új modell
Az elmúlt évtizedben a tudósok rájöttek, a viharok a hagyományos villámokon túl nagy erejű gammasugár kitörések, úgynevezett földi gammasugár villanások létrehozására is képesek. Ezek a villanások annyira intenzívek, hogy sok száz kilométerrel távolabb, a világűrben is el tudják vakítani a műszereket. Mivel a sugárzás nagyjából a kereskedelmi repülőjáratokéval megegyező magasságban alakulhat ki, a tudósok megpróbálták megállapítani, milyen veszélyeket rejt ez a jelenség a gépeken utazókra.
A tanulmány végre a helyére teszi azokat az eredményeket, amiket korábban a viharok által generált gammasugárzás szegényes ismeretének köszönhetően a "nem túl biztonságostól" egészen a hajmeresztőig kategorizáltak. A Florida Tech tudósai kifejlesztettek egy fizikán alapuló modellt, a viharok által létrehozott nagy energiájú sugárzás kezelésére, melyet a héten mutattak be Bécsben, az Európai Földtudományi Egyesület sajtótájékoztatóján.
Az új modell szerint a viharok a hagyományos villámok helyett időnként az elektromos lebomlás egy egzotikus válfaját produkálják, melyben nagy energiájú elektronok, és antianyag megfelelőik, a pozitronok vesznek részt. Az elektronok és pozitronok közötti kölcsönhatás robbanásszerű növekedést okoz ezeknek a nagy energiájú részecskéknek a számában, az észlelt földi gammasugár villanást bocsátva ki, gyors ütemben kisütve a viharfelhőt. A folyamatban egészen minimális látható fény képződik, ezért a jelenséget "sötét villámlásnak" nevezték el.
Az új modell magyarázatot adhat a villanásokkor észlelt tulajdonságok többségére, valamint segítségével kiszámítható a repülőgépben tartózkodó egyénre irányuló dózis nagysága is, amennyiben a gép éppen rossz helyen és időben tartózkodik. A vihar csúcsainál a dózis 10 mellkas röntgennel egyenértékű, ami az egy év alatt elszenvedett természetes háttérsugárzásnak felel meg. "A vihar közepe közelében azonban a sugárdózis ennek a tízszerese is lehet, ami megfelel a gyógyászati eljárásoknál alkalmazott legnagyobb dózisnak, nagyjából egy teljes test CT-nek" - mondta a kutatás egyik vezetője, Joseph Dwyer.
"Bár a pilóták jelenleg is mindent megtesznek a viharok elkerülése érdekében, alkalmanként a gép az elektromos viharokban köt ki, földi gammasugár villanásoknak téve ki az utasokat" - magyarázta Dwyer. "Ritkán ugyan, de elképzelhető, hogy több száz ember, anélkül hogy tudna róla, folyamatosan kapja a jókora dózisokat a sötét villámoktól". Azt még nem tudják, milyen gyakran alakul ki ez a jelenség, azonban Dwyer és kutatótársai remélik további kutatásokkal erre is választ tudnak majd adni. A floridai tudósok most a mélyűrt figyelő, a gammasugárzást vizsgáló műholdakat próbálják bevonni a kutatásaikba, hogy megerősítsék a sötét villámok létezését, és többet tudjanak meg róluk.
A hagyományos villám nagy energiájú, természetes légköri elektromos kisülés. Keletkezhet felhő–felhő és felhő–föld között. Áramerőssége a 20-30 000 ampert is eléri, kivételes esetekben meghaladhatja a 300 000 ampert is. A villám elektromos gázkisülés, ami felhőn belül, felhők között, vagy a talaj és felhők között jön létre. Többnyire vonalas szerkezetű, de van felületi villám is, amely a felhők felületén keletkezik. Ritkább jelenség a gömbvillám. A villám keletkezése a felhők vízcseppjeinek, jégkristályainak súrlódására, széttöredezésére vezethető vissza.
A tulajdonképpeni villámot elővillám vezeti be, amely több lépésben ionizálja a levegőt, és így egyre nagyobb szakaszát vezetővé teszi. Eközben a földfelületről (vagy az ellentétes előjelű elektromossággal feltöltött felhő felől), főként a kiemelkedő részekből megindul az ellentétes előjelű elektromosság áramlása a felhő felé. Ugyanazon az ionizált légcsatornán több villám is áthaladhat. A kisülésben szállított töltésmennyiség mindössze 1-2 C, az átlagosan 0,2 s-ig tartó kisülési időtartam alatt 30-40 000 amperes áramerősség lép fel. A villám sebessége 180 km/s. A hőmérséklet elérheti a 30 000 K-t. Ha a villám homokos talajba csap, üvegszerű anyag keletkezik, aminek a neve fulgurit.
Új típusú villámot fedeztek fel egy floridai kutatóintézet és egyetem tudósai. A kutatócsoport vezetője, Joseph Dwyer sötét villámnak nevezte el a jelenséget, mivel a hagyományos, vakító fényű villámokkal ellentétben azt semmilyen fényjelenség nem kíséri.
A láthatatlan villám nagy energiájú sugárzásimpulzussal jár, amit a röntgen- és a gammasugárzás tartományában lehet észlelni. Ilyen sugárzást általában a kozmikus háttérsugárzás tartalmaz, illetve atomrobbantásnál szabadul fel. A sötét villám nagyjából egymilliószor akkora sugárzásdózist tartalmaz, mint egy hagyományos villám, és azt gömbszerűen, a tér minden irányába szórja szét, ellentétben a villámok elektromos kisüléseivel, amelyek koncentráltan, egy irányban haladnak a felszín felé.
A kutatók szerint a sötét villám a hagyományos villámhoz hasonlóan a viharfelhőkben felgyülemlett energiát és feszültséget vezetik le. Sötét villám leginkább akkor érheti az embert, ha repülőn utazik, de akkor sem veszi észre az áldozat, annak ellenére, hogy egy pillanat alatt akkora sugárdózist kap, amit normál esetben egész életében szedne össze. Mivel nehéz észlelni, egyelőre nincs bizonyíték arra, hogy bárkibe valaha sötét villám csapott volna bele, és ettől valamilyen károsodás érte volna. Az észleléséhez sugárzásmérő műszerre lenne szükség, ami tipikusan pont nincsen a repülőgépek fedélzetén, illetve elvileg a sötét villám becsapódása után pár pillanatra kékeslila derengés veszi körül a gép testét.
A kutatók szerint nagyjából ezer hagyományos villámcsapásra jut egy sötét villám, vagyis az világszerte éves szinten lecsapó egymilliárd villám mellé egymillió láthatatlan villám is jut, amiről eddig nem tudtunk. Hogy miért és mikor alakul ki sötét villám, azzal kapcsolatban a felfedezői is csak találgatnak egyelőre, Dwyer szerint a kulcsot a viharfelhőben levő, extrém nagy sebességű elektronok jelenthetik, amelyeket a mélyűrből érkező kozmikus sugárzás gerjeszt. Ezek az elektronok normál állapotú atomokkal ütköznek, ami láncreakciót indít el, és végül rövid, de nagy energiájú sugárzásimpulzus elszabadulásához vezet.
Az új modell
Az elmúlt évtizedben a tudósok rájöttek, a viharok a hagyományos villámokon túl nagy erejű gammasugár kitörések, úgynevezett földi gammasugár villanások létrehozására is képesek. Ezek a villanások annyira intenzívek, hogy sok száz kilométerrel távolabb, a világűrben is el tudják vakítani a műszereket. Mivel a sugárzás nagyjából a kereskedelmi repülőjáratokéval megegyező magasságban alakulhat ki, a tudósok megpróbálták megállapítani, milyen veszélyeket rejt ez a jelenség a gépeken utazókra.
A tanulmány végre a helyére teszi azokat az eredményeket, amiket korábban a viharok által generált gammasugárzás szegényes ismeretének köszönhetően a "nem túl biztonságostól" egészen a hajmeresztőig kategorizáltak. A Florida Tech tudósai kifejlesztettek egy fizikán alapuló modellt, a viharok által létrehozott nagy energiájú sugárzás kezelésére, melyet a héten mutattak be Bécsben, az Európai Földtudományi Egyesület sajtótájékoztatóján.
Az új modell szerint a viharok a hagyományos villámok helyett időnként az elektromos lebomlás egy egzotikus válfaját produkálják, melyben nagy energiájú elektronok, és antianyag megfelelőik, a pozitronok vesznek részt. Az elektronok és pozitronok közötti kölcsönhatás robbanásszerű növekedést okoz ezeknek a nagy energiájú részecskéknek a számában, az észlelt földi gammasugár villanást bocsátva ki, gyors ütemben kisütve a viharfelhőt. A folyamatban egészen minimális látható fény képződik, ezért a jelenséget "sötét villámlásnak" nevezték el.
Az új modell magyarázatot adhat a villanásokkor észlelt tulajdonságok többségére, valamint segítségével kiszámítható a repülőgépben tartózkodó egyénre irányuló dózis nagysága is, amennyiben a gép éppen rossz helyen és időben tartózkodik. A vihar csúcsainál a dózis 10 mellkas röntgennel egyenértékű, ami az egy év alatt elszenvedett természetes háttérsugárzásnak felel meg. "A vihar közepe közelében azonban a sugárdózis ennek a tízszerese is lehet, ami megfelel a gyógyászati eljárásoknál alkalmazott legnagyobb dózisnak, nagyjából egy teljes test CT-nek" - mondta a kutatás egyik vezetője, Joseph Dwyer.
"Bár a pilóták jelenleg is mindent megtesznek a viharok elkerülése érdekében, alkalmanként a gép az elektromos viharokban köt ki, földi gammasugár villanásoknak téve ki az utasokat" - magyarázta Dwyer. "Ritkán ugyan, de elképzelhető, hogy több száz ember, anélkül hogy tudna róla, folyamatosan kapja a jókora dózisokat a sötét villámoktól". Azt még nem tudják, milyen gyakran alakul ki ez a jelenség, azonban Dwyer és kutatótársai remélik további kutatásokkal erre is választ tudnak majd adni. A floridai tudósok most a mélyűrt figyelő, a gammasugárzást vizsgáló műholdakat próbálják bevonni a kutatásaikba, hogy megerősítsék a sötét villámok létezését, és többet tudjanak meg róluk.
A hagyományos villám nagy energiájú, természetes légköri elektromos kisülés. Keletkezhet felhő–felhő és felhő–föld között. Áramerőssége a 20-30 000 ampert is eléri, kivételes esetekben meghaladhatja a 300 000 ampert is. A villám elektromos gázkisülés, ami felhőn belül, felhők között, vagy a talaj és felhők között jön létre. Többnyire vonalas szerkezetű, de van felületi villám is, amely a felhők felületén keletkezik. Ritkább jelenség a gömbvillám. A villám keletkezése a felhők vízcseppjeinek, jégkristályainak súrlódására, széttöredezésére vezethető vissza.
A tulajdonképpeni villámot elővillám vezeti be, amely több lépésben ionizálja a levegőt, és így egyre nagyobb szakaszát vezetővé teszi. Eközben a földfelületről (vagy az ellentétes előjelű elektromossággal feltöltött felhő felől), főként a kiemelkedő részekből megindul az ellentétes előjelű elektromosság áramlása a felhő felé. Ugyanazon az ionizált légcsatornán több villám is áthaladhat. A kisülésben szállított töltésmennyiség mindössze 1-2 C, az átlagosan 0,2 s-ig tartó kisülési időtartam alatt 30-40 000 amperes áramerősség lép fel. A villám sebessége 180 km/s. A hőmérséklet elérheti a 30 000 K-t. Ha a villám homokos talajba csap, üvegszerű anyag keletkezik, aminek a neve fulgurit.
0 Megjegyzések