Από δελτίο τύπου της NASA:
Οι επιστήμονες που χρησιμοποιούν το διαστημικό τηλεσκόπιο Fermi Gamma-ray της NASA έχουν εντοπίσει δέσμες αντιύλης που παράγονται πάνω από καταιγίδες στη Γη, ένα φαινόμενο που δεν έχει ξαναδεί.
Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι τα σωματίδια αντιύλης σχηματίστηκαν σε ένα επίγειο φλας ακτίνων γάμμα (TGF), μια σύντομη έκρηξη που δημιουργήθηκε μέσα σε καταιγίδες και αποδείχθηκε ότι σχετίζεται με αστραπές. Εκτιμάται ότι περίπου 500 TGF εμφανίζονται καθημερινά παγκοσμίως, αλλά τα περισσότερα δεν εντοπίζονται.
«Αυτά τα σήματα είναι η πρώτη άμεση απόδειξη ότι οι καταιγίδες δημιουργούν αντικολλητικές ακτίνες σωματιδίων», δήλωσε ο Michael Briggs, μέλος της ομάδας Gamma-ray Burst Monitor (GBM) της Fermi στο Πανεπιστήμιο της Αλαμπάμα στο Huntsville (UAH). Παρουσίασε τα ευρήματα τη Δευτέρα, κατά τη διάρκεια ενημέρωσης ειδήσεων στη συνάντηση της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας στο Σιάτλ.
Το Fermi έχει σχεδιαστεί για να παρακολουθεί τις ακτίνες γάμμα, την υψηλότερη ενεργειακή μορφή φωτός. Όταν το Fermi χτυπά αντιύλη συγκρούεται με ένα σωματίδιο φυσιολογικής ύλης, και τα δύο σωματίδια αμέσως εκμηδενίζονται και μετατρέπονται σε ακτίνες γάμμα. Η GBM εντόπισε ακτίνες γάμμα με ενέργειες 511.000 ηλεκτρονίων βολτ, ένα σήμα που υποδηλώνει ότι ένα ηλεκτρόνιο έχει συναντήσει το αντιύλη του, ένα ποζιτρόνιο.
Παρόλο που το GBM της Fermi έχει σχεδιαστεί για να παρακολουθεί γεγονότα υψηλής ενέργειας στο σύμπαν, παρέχει επίσης πολύτιμες πληροφορίες για αυτό το παράξενο φαινόμενο. Η GBM παρακολουθεί συνεχώς ολόκληρο τον ουράνιο ουρανό πάνω και τη Γη κάτω. Η ομάδα GBM εντόπισε 130 TGF από την έναρξη της Fermi το 2008.
«Σε τροχιά για λιγότερο από τρία χρόνια, η αποστολή Fermi έχει αποδειχθεί ότι είναι ένα καταπληκτικό εργαλείο για την ανίχνευση του σύμπαντος. Τώρα μαθαίνουμε ότι μπορεί να ανακαλύψει μυστήρια πολύ, πολύ πιο κοντά στο σπίτι », δήλωσε η Ilana Harrus, επιστήμονας του προγράμματος Fermi στα κεντρικά γραφεία της NASA στην Ουάσινγκτον.
Το διαστημικό σκάφος βρισκόταν ακριβώς πάνω από μια καταιγίδα για τα περισσότερα από τα παρατηρούμενα TGF, αλλά σε τέσσερις περιπτώσεις, οι καταιγίδες ήταν μακριά από το Fermi. Επιπλέον, τα ραδιοσήματα που παράγονται από αστραπές που εντοπίστηκαν από ένα παγκόσμιο δίκτυο παρακολούθησης έδειξαν ότι ο μόνος κεραυνός εκείνη τη στιγμή ήταν εκατοντάδες ή περισσότερα μίλια μακριά. Κατά τη διάρκεια ενός TGF, που συνέβη στις 14 Δεκεμβρίου 2009, ο Fermi βρισκόταν πάνω από την Αίγυπτο. Αλλά η ενεργή καταιγίδα ήταν στη Ζάμπια, περίπου 2.800 μίλια στα νότια. Η μακρινή καταιγίδα ήταν κάτω από τον ορίζοντα του Φέρμι, οπότε δεν μπορούσαν να εντοπιστούν ακτίνες γάμμα που παρήγαγε.
«Παρόλο που ο Fermi δεν μπόρεσε να δει τη θύελλα, το διαστημικό σκάφος ωστόσο ήταν μαγνητικά συνδεδεμένο με αυτό», δήλωσε ο Joseph Dwyer στο Florida Institute of Technology στη Μελβούρνη της Φλόριντα. Το μαγνητικό πεδίο της Γης για να χτυπήσει το διαστημικό σκάφος. "
Η ακτίνα συνεχίστηκε μετά το Fermi, έφτασε σε μια τοποθεσία, γνωστή ως σημείο καθρέφτη, όπου η κίνησή της αντιστράφηκε και έπειτα χτύπησε το διαστημικό σκάφος για δεύτερη φορά μόλις 23 χιλιοστά του δευτερολέπτου αργότερα. Κάθε φορά, τα ποζιτρόνια στη δέσμη συγκρούστηκαν με ηλεκτρόνια στο διαστημικό σκάφος. Τα σωματίδια αφανίστηκαν το ένα το άλλο, εκπέμποντας ακτίνες γάμμα που εντοπίστηκαν από το GBM του Fermi.
Οι επιστήμονες από καιρό υποπτεύονται ότι TGF προκύπτουν από τα ισχυρά ηλεκτρικά πεδία κοντά στις κορυφές των καταιγίδων. Υπό τις σωστές συνθήκες, λένε, το πεδίο γίνεται αρκετά δυνατό ώστε να οδηγεί μια ανοδική χιονοστιβάδα ηλεκτρονίων. Φτάνοντας ταχύτητες όσο το δυνατόν πιο γρήγορα στο φως, τα ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας εκπέμπουν ακτίνες γάμμα όταν εκτρέπονται από μόρια αέρα. Κανονικά, αυτές οι ακτίνες γάμμα ανιχνεύονται ως TGF.
Όμως, τα επικαλυπτόμενα ηλεκτρόνια παράγουν τόσες πολλές ακτίνες γάμμα που εκρήγνυνται ηλεκτρόνια και ποζιτρόνια έξω από την ατμόσφαιρα. Αυτό συμβαίνει όταν η ενέργεια ακτίνων γάμμα μετατρέπεται σε ένα ζευγάρι σωματιδίων: ένα ηλεκτρόνιο και ένα ποζιτρόνιο. Αυτά τα σωματίδια φτάνουν στην τροχιά του Φέρμι.
Η ανίχνευση ποζιτρονίων δείχνει ότι πολλά σωματίδια υψηλής ενέργειας εκτοξεύονται από την ατμόσφαιρα. Στην πραγματικότητα, οι επιστήμονες πιστεύουν τώρα ότι όλα τα TGF εκπέμπουν δέσμες ηλεκτρονίων / ποζιτρονίων. Ένα έγγραφο σχετικά με τα ευρήματα έγινε αποδεκτό για δημοσίευση στο Geophysical Research Letters.
«Τα αποτελέσματα του Fermi μας έβαλαν ένα βήμα πιο κοντά στην κατανόηση του τρόπου λειτουργίας των TGFs», δήλωσε ο Steven Cummer στο Πανεπιστήμιο Duke. «Πρέπει ακόμα να καταλάβουμε τι είναι ιδιαίτερο για αυτές τις καταιγίδες και τον ακριβή ρόλο που παίζει η αστραπή στη διαδικασία».
Το διαστημικό τηλεσκόπιο Fermi Gamma-ray της NASA είναι μια συνεργασία αστροφυσικής και σωματιδιακής φυσικής. Διοικείται από το διαστημικό κέντρο πτήσης Goddard της NASA στο Greenbelt, MD. Αναπτύχθηκε σε συνεργασία με το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ, με σημαντικές συνεισφορές από ακαδημαϊκά ιδρύματα και συνεργάτες στη Γαλλία, τη Γερμανία, την Ιταλία, την Ιαπωνία, τη Σουηδία και τις Ηνωμένες Πολιτείες.
Το GBM Instrument Operations Center βρίσκεται στο Εθνικό Κέντρο Τεχνολογίας Διαστημικών Επιστημών στο Huntsville, Ala. Η ομάδα περιλαμβάνει μια συνεργασία επιστημόνων από την UAH, το Marshall Space Flight Center της NASA στο Huntsville, το Ινστιτούτο Max Planck για την Εξωγήινη Φυσική στη Γερμανία και άλλα ιδρύματα.
Μετά τα μεσάνυχτα της Δευτέρας, (Ανατολική τυπική ώρα), το έγγραφο θα είναι διαθέσιμο στον ιστότοπο της AGU σε αυτόν τον σύνδεσμο για όσους έχουν εγγραφεί στην AGU.
