Pitkään kauan tutkijat eivät voineet selittää miksi salama osuu samaan paikkaan kahdesti. Nyt tämä mysteeri on ratkaistu. Groningenin yliopiston johtama kansainvälinen tutkijaryhmä käytti LOFAR-radioteleskooppia salamavälien tutkimiseen erittäin yksityiskohtaisesti. Heidän työnsä osoitti, että sadepilven negatiiviset varaukset eivät purkaudu yhtä aikaa. Ne ovat osittain säilyneitä. Tämä prosessi tapahtuu rakenteiden sisällä, joita tutkijat ovat kutsuneet neuloiksi. Niiden kautta negatiivinen varaus voi lähettää toisen purkauksen maahan. Tulokset julkaistiin 18. huhtikuuta Science-lehdessä Nature.
neulat
"Tämä löytö on hyvin erilainen kuin nykyinen kuva, jossa varaus virtaa plasman kanavien läpi suoraan pilven yhdestä osasta toiseen tai maahan", - selitti Groningenin yliopiston fysiikan professori.
Tällaista tutkimusta ei ollut mahdollista tehdä aikaisemmin, koska tarvittavia laitteita ei ollut. Mutta viimeisimmän LOFAR-radioteleskoopin ansiosta neulat oli mahdollista havaita ja määrittää niiden koko. Ne ovat 100 metriä pitkät ja halkaisijaltaan 5 metriä.
Matalataajuinen ryhmä (LOFAR), valmistettu Hollannissa. Se koostuu useista tuhansista antenneista, jotka ovat hajallaan koko Pohjois-Euroopassa. Ne on kytketty keskitietokoneeseen optisella kuidulla ja voivat toimia yhtenä yksikönä.
Mainosvideo:
Matalataajuusryhmä on suunniteltu radioastronomian havainnointiin, mutta toiminnallisuus sallii sen käytön salaman tutkimiseen.
Pilven sisällä
Salaman tarkkailemiseksi tutkijat käyttivät vain Hollannissa sijaitsevia antenneja, joiden kokonaispinta-ala on 3200 neliömetriä. Niiden avulla saatu tieto auttoi näkemään, mitä pilven sisällä tapahtuu ukkosmyrskyn aikana.
Salama tapahtuu, kun voimakkaat nousut luovat erityisen staattisen sähkön suurissa pilvissä, joista toinen osa latautuu negatiivisesti ja toinen positiivisesti.
Kun tämä varauksenjako saavuttaa tietyn nopeuden, ilmaantuu voimakas purkaus, jota yleisesti kutsutaan salamaksi. Tyypillisesti se alkaa pienellä alueella kuumaa, ionisoitua ilmaa, ns. Plasma.
Tämä pieni osa muunnetaan haarautuneeksi plasmakanavaksi. Se voi olla useita kilometrejä. Positiiviset kanavavinkit keräävät negatiivisia varauksia pilvestä. Sitten ne kulkevat kanavan läpi negatiiviseen kärkeen ja varaus purkautuu.
Uusi algoritmi
Tutkijat ovat kehittäneet uuden järjestelmän tietojen vastaanottamiseksi LOFAR-radioteleskoopista. Sen avulla he voivat visualisoida kahden salaman välähdyksen. Kaikkien tietojen erittäin tarkka aikaleima ja antenniryhmä antoivat tutkijoille tunnistaa säteilylähteet korkealla resoluutiolla.
"Lähellä radioteleskoopin keskialuetta, jossa antennin tiheys on suurin, tilan tarkkuus oli noin yksi metri", professori Scholten sanoo. Lisäksi saadut tiedot pystyivät lokalisoimaan 10 kertaa enemmän VHF-lähteitä kuin muut 3D-kuvantamisjärjestelmät, aikaerottelulla nanosekunnin alueella. Tämä johti korkean resoluution 3D-kuvaan salamaniskuun.
Tauko
Tutkimuksen ansiosta kävi selväksi, miksi poistokanavassa on katkoksia neulojen muodostumispaikkaan. Todennäköisesti ne purkavat negatiiviset varaukset pääkanavalta, joka sitten taas kuuluu ukkospilviin. Kävi ilmi, että kanavan varausten lasku aiheuttaa avoimen piirin. Mutta kun pilvivaraus nousee jälleen korkeaksi, kanavan läpi kulkeva virtaus palautuu, mikä johtaa toistuvaan salamanpurkautumiseen. Tämän periaatteen ansiosta salama osuu toistuvasti samaan alueeseen.
Scholten kommentoi löytöä seuraavasti:”VHF-säteily positiivista kanavaa pitkin johtuu säännöllisesti toistuvista purkauksista aiemmin muodostuneilla sivukanavilla, neuloilla. Nämä neulat näyttävät kuluttavan varauksia pulssitetulla tavalla. " "Tämä on täysin uusi ilmiö", lisää professori Joe Dwyer New Hampshiren yliopistosta (USA), artikkelin kolmas kirjailija. "Uudet valvontamenetelmämme kaappaavat valtavan määrän neuloja salamassa, joita ei ennen ollut nähty." Ja Brian Hare toteaa lopuksi: "Näiden havaintojen ansiosta näemme, että osa pilviä latautuu, ja voit ymmärtää, miksi salama maahan toistuu useita kertoja."
Tatjana Andreeva