Vedci konečne rozlúštili, ako vzniká blesk. Odhalili tajný jav v oblakoch, ktorý ich spúšťa. Ten proces je desivý
Výskumníci odhaľujú tajné procesy, ktoré stoja za vznikom blesku.
Výskumníci už roky rozumejú tomu, čo sa deje, keď udrie blesk, no doteraz mali len málo informácií o tom, čo presne sa v atmosfére odohráva, čo vedie ku vzniku blesku. Vedci z Penn State University vo svojej novej štúdii priniesli informácie, ktoré nám môžu túto záhadu pomôcť raz a navždy vyriešiť.
Blesk je v podstate obrovská elektrická iskra, ktorá preskakuje buď medzi mrakmi, alebo medzi mrakom a zemou. Predstav si, že v oblakoch sa hromadia drobné čiastočky ľadu a vody, ktoré sa neustále zrážajú. Tieto zrážky spôsobujú, že sa v mraku hromadí obrovský elektrický náboj, podobne ako keď si pošúchaš nohy o koberec a potom sa dotknete kľučky, len v oveľa, oveľa väčšom meradle.
Keď sa tento náboj stane príliš veľkým a tlak, ktorý spôsobuje, presiahne izolačnú schopnosť vzduchu, dôjde k výboju. To je blesk. Cesta, ktorou blesk putuje, sa nazýva kanál a je extrémne horúca. Teplota v ňom môže dosiahnuť až 30 000 stupňov Celzia. Pre lepšiu predstavu, to je päťkrát viac, než povrch Slnka. Takéto extrémne teplo spôsobí, že sa vzduch v kanáli veľmi rýchlo rozpína a potom sa zase sťahuje, čo vytvára rázovú vlnu, ktorú počujeme ako hrom. V podstate, blesk je to, čo vidíme, a hrom je to, čo počujeme.
Autori štúdie ale popísali presné mikroskopické procesy, ktoré prebiehajú v momente vzniku blesku. Ich model odhaľuje naozaj agresívny a desivý proces, ktorý v búrkových oblakoch prebieha.
Ako teda vzniká blesk?
Štúdia popisuje silné elektrické polia v búrkových mrakoch, ktoré akcelerujú elektróny. Tie následne vrážajú do molekúl kyslíka alebo dusíka. Následkom tohto procesu vznikajú röntgenové lúče, ktoré vedú ku vzniku Ďalšej várky elektrónov a vysokoenergetických fotónov. Toto sú základné ingrediencie a procesy, cez ktoré vznikajú blesky.
Neprehliadni
“Naša práca prináša prvé presné a kvantitatívne vysvetlenie toho, ako sa blesky v prírode tvoria. Podarilo sa nám nájsť prepojenia medzi elektrickými poľami, röntgenovým žiarením a fyzikou elektrónových lavín,” vyjadril sa Victor Pasko, vedúci nového výskumu.
Výskumníci sa opierali o matematické modely, cez ktoré dokázali potvrdiť a vysvetliť pozorovania fotoelektrických fenoménov v atmosfére Zeme. Tieto modely vysvetľovali elektróny s relativistickými energiami, ktoré sa násobia v elektrických poliach počas búrky. Tieto elektróny podporujú aj kozmické lúče, ktoré vstupujú do atmosféry z vesmíru. Elektróny následne vedú ku vzniku vysokoenergetických fotónových zábleskov. Vo vedeckých kruhoch ide o fenomén, ktorý sa nazýva terestriálny záblesk gama lúčov.
“Simulovali sme podmienky, ktoré výskumníci pozorovali v skutočnom svete. Na ich základe sa nám podarilo poskytnúť vysvetlenie pre vznik röntgenových lúčov a rádiových emisií, ktoré existujú v búrkových mrakoch. Rovnako sme demonštrovali ako elektróny, zrýchlené silnými elektrickými poľami, produkujú röntgenové lúče, keď sa zrážajú s molekulami dusíka a kyslíka,” vysvetľuje Pasko.
Divoké procesy v búrkových mrakoch
Rovnako výskumníci definovali podmienky, ktoré musia v rámci búrkových mrakov existovať, aby mohli vzniknúť všetky potrebné veci ešte pred tým, ako blesk udrie. Podarilo sa im ale toho viac. Okrem vzniku blesku dokázali výskumníci povedať aj to, prečo vznikajú záblesky gama lúčov bez zábleskov svetla alebo rádiových zábleskov. V oboch prípadoch ide o známe znaky, ktoré sa vyskytujú počas búrky.
Vedci vysvetľujú, že vysokoenergetické röntgenové lúče sú vytvárané relativistickými elektrónovými lavínami. Tie vytvárajú nové elektróny, ktoré sú poháňané fotoelektrickými fenoménmi vo vzduchu. Nové elektróny rapídne zosilňujú existujúce elektrónové lavíny. Táto reakcia je veľmi kompaktná, no môže sa objaviť s rôznou silou. Časti vedie k detekovateľným úrovniam röntgenových lúčov sprevádzaných slabými optickými a rádiovými emisiami.
