Blesky vytvářejí radioaktivní gama paprsky

Blesky vytvářejí radioaktivní gama paprsky. Konečně víme, jak vznikají

Blesky způsobují gama záření Zdroj: iStock / Marvel Studios

Vysoce energetické záření se objevuje všude ve vesmíru. Na naší planetě jej generují tepelně ubíhající elektrony vytvářející elektronovou kaskádu

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