Blesky vytvářejí radioaktivní gama paprsky. Konečně víme, jak vznikají

Gama záření je vysoce energetické elektromagnetické vlnění, které nemá ve vesmíru konkurenci. Je tak silné, že jej můžeme pozorovat v některých radioaktivních či jiných jaderných dějích, při vesmírných explozích, ale také během bouřek. Záření gama, které řada lidí zná díky postavě Hulka ze série Avengers, totiž produkují i blesky, byť o tom vědci dlouhou dobu vedli spory, protože nebylo možné exaktně vysvětlit, jak v nich toto záření vzniká.

Jak vznikají gama záblesky

Až v novém článku z roku 2022 zveřejněném v repozitáři ArXiv ale došlo na popis jevů, při kterých pozemské gama záblesky vznikají působením tzv. bremsstrahlungu, což je německé slovo, které v překladu znamená „brzdné záření“. Elektricky nabitá částice, která je urychlována nebo zpomalována, vyzařuje elektromagnetické záření, pro které v blescích vzniká i optický protějšek. To je důležité, protože dvě hlavní hypotézy produkce gama záření bleskem vytvářejí ve viditelném spektru světla odlišné signatury, které bylo nutné najít.

První z nich je mechanismus relativistické odezvy, který předpokládá, že fotony – částice světla – a pozitrony – ekvivalent antihmoty elektronu – vytvářejí zpětnou vazbu, která generuje elektronové laviny. A protože v blescích skutečně antihmota vzniká, bylo nutné brát tento scénář vážně. Pokud je model správný, měla by být signatura ve viditelném světle velmi malá nebo žádná a v ultrafialovém spektru skromná. Tomuto jevu se říká temný blesk a byl nedávno pozorován.

Druhou je mechanismus produkce tepelně ubíhajících elektronů, díky kterým by lokalizované vysoce energetické pole generovalo elektronovou kaskádu. V takovém případě by pozemské gama záření vznikalo v blízkosti špiček proudnic souvisejících s průvodci blesků, kde se populace volných elektronů urychluje na proudící elektrony a vyvolávají spolu s tvorbou záření gama také optický signál. Vše bylo zaznamenáno díky detektoru TASD během bouřky 11. září 2021, čímž došlo na potvrzení hypotézy o ubíhajících elektronech a produkci tepelného úniku.

Gamma-ray bursts on Earth? Thunderstorms produce bursts of some of the highest-energy light found on Earth: https://t.co/yQtDCAmta2 pic.twitter.com/uAkYkFyttj

— NASA (@NASA) April 29, 2017

Zkoumání bude dál pokračovat

„Naše data naznačují výrazný nárůst viditelného světla v korelaci s produkcí pozemského gama záření. Z tohoto výsledku lze vyvodit závěr, že výsledek podporuje druhý z představených modelů a produkce gama záření nevzniká při temných blescích,“ uvádí autoři studie. Sami ovšem přiznávají, že jsou teprve na začátku a na základní potvrzení přítomnosti popisovaného záření budou bezprostředně navazovat dalšími pozorováními a studiemi, které mají ještě podrobněji rozebrat zákonitosti bouřek a blesků, kterým lidstvo stále plně nerozumí.

Zdroj: IFL Science