Yapılan araştırmalara göre, tropikal fırtınaların radyoaktif madde taşıdığı ve gama ışını ürettiği keşfedildi.
Duke Üniversitesi ve Norveç Bergen Üniversitesi’nin ortak çalışmasında araştırmacılar, NASA’nın gök cisimlerini incelemek için kullandığı U2 casus uçağından elde ettiği rapora göre, tüm büyük gök gürültülü fırtınaların birçok dinamik, beklenmedik ve bilinmeyen şekilde gama ışınları ürettiğini ve radyoaktif maddeler taşıdığını tespit etti.
Nature dergisinde yayımlanan iki yeni makalede, ekip fırtınalarda üretilen gama radyasyonunun düşündüklerinden çok daha yaygın olduğunu ve bu radyasyonu oluşturan dinamiklerin hâlâ çözülmeyi bekleyen bir gizem barındırdığını söyledi.
Her iki makalenin de ortak yazarı olan Duke Üniversitesi Profesörü Steve Cummer: “Fırtınalarda hayal ettiğimizden çok daha fazlası gerçekleşiyor. Görünüşe göre, neredeyse tüm büyük fırtınalar gün boyu birçok farklı formda gama ışınları üretiyor.” şeklinde konuştu.
(Duke Üniversitesi)
Gama radyasyonu nasıl oluşuyor?
Fırtınalar gelişirken, dönen hava akımları ve su damlacıkları, dolu ve buzu karıştırarak tıpkı bir balonun gömleğe sürtülmesi gibi bir elektrik yükü oluşturur. Pozitif yüklü parçacıklar fırtınanın tepesinde toplanırken, negatif yüklü parçacıklar alt kısma düşer ve böylece 100 milyon kalem pili uç uca eklendiğinde oluşabilecek kadar güçlü devasa bir elektrik alanı yaratır.
Elektronlar gibi diğer yüklü parçacıklar güçlü bir alan içinde bulunduklarında yeterince yüksek hıza ulaşır ve bir hava molekülüne çarparlarsa daha fazla yüksek enerjili elektron oluştururlar. Bu süreç çığ gibi devam eder ve çarpışmalar nükleer reaksiyonlar yaratabilecek kadar enerji kazanır. Böylece son derece güçlü ve hızlı gama ışını patlamaları, antimadde ve diğer radyasyon formları ortaya çıkar.
Profesör Cummer: “Uçaklarla yapılan birkaç inceleme ile bu olayın yaygın olup olmadığını anlamaya çalıştık ancak karışık sonuçlar aldık. Amerika Birleşik Devletleri gerçekleşen birkaç fırtınada hiç gama radyasyonu ile karşılaşmadık” diyerek geçmiş çalışmaları değerlendirirken üzerinde çalıştıkları projeyi nihai cevaplar bulmak adına daha kapsamlı bir araştırma düzenine geçerek çalışmaya devam ettiklerini belirtti.
Fırtınaların yarısı radyoaktif
(Bergen Üniversitesi)
Araştırmacılar, yeni çalışma için NASA’nın yüksek irtifa bilim uçağı olan ER-2’yi kullandı. ER-2, ticari uçakların iki katı yüksekliğinde ve çoğu fırtınanın yaklaşık üç mil yukarısında uçabilmesi sebebiyle tercih edildi.
Norveç’teki Bergen Üniversitesi’nden uzay fiziği profesörü Nikolai Østgaard: “ER-2 uçağı, fırtına bulutlarındaki gama ışınlarını gözlemlemek için ana aracımız olacak. ER-2, bulutların tepesinde gama ışınının kaynağına yakın şekilde uçmamıza imkan sağlayacak.” sözleriyle ER-2 tercihinin sebeplerini açıkladı.
Bir ay boyunca, ER-2 Florida’nın güneyindeki tropik bölgelerdeki büyük fırtınaların üzerinden 10 uçuş yaptı ve bunların 9’unda beklenenden daha dinamik olan gama radyasyonu gözlemleri elde edildi.
Elde edilen sonuçlar tropik bölgelerdeki bir fırtınaların büyüklüğü göz önüne alındığında tropiklerdeki tüm fırtınaların yarısından fazlasının radyoaktif olduğu anlamını taşıyor.
Fırtınaların gizemleri
Araştırmacılar, bu düşük seviyeli gama radyasyonu üretiminin, bir tencerede kaynayan suyun buharı gibi davrandığını ve içeride biriken enerjiyi sınırladığını öne sürüyorlar.
(Bergen Üniversitesi)
Aynı fırtınalardan gelen kısa süreli ve yoğun gama radyasyonu patlamalarının birçok örneğinin gözlemlenmesi araştırmacılarda merak konusu oldu.
Bergen Üniversitesi fizik ve teknoloji profesörü Martino Marisaldi: “Fırtına bulutlarının dinamikleri, geçmişte bilinenlerden keskin bir şekilde farklılık gösteriyor ve hem desen hem de davranış açısından devasa bir kaynar tencereyi andırıyor.” dedi.
Ancak daha önce hiç görülmemiş en az iki tür kısa gama radyasyonu patlaması da kaydedildi. Bir türü inanılmaz derecede kısa olan patlamalar binde bir saniyeden daha az sürüyordu; diğer türü ise yaklaşık on bireysel patlamadan oluşuyordu ve bunlar yaklaşık bir salisenin onda biri süresince tekrarlanıyordu.
Bu iki gama formunu oldukça ilginç bulduğunu belirten Profesör Cummer: “Gelişen yıldırım parlamalarıyla ilişkili görünmüyorlar. Bir şekilde kendiliğinden ortaya çıkıyorlar. Verilerde, bu patlamaların aslında yıldırım parlamalarını başlatan süreçlerle bağlantılı olabileceğine dair ipuçları var ki bu süreçler hâlâ bilim insanları için bir sır.” dedi.
Kaynak: Duke Pratt School of Engineering
