تمكن الباحثون للمرة الأولى من إيجاد علاقة بين ظاهرتين من انبعاثات أشعة غاما في العواصف الرعدية ، مفترضين أن حزمة ضعيفة من أشعّة غاما تسبق ضوء البرق في بعض الحالات. وهاتان الظاهرتان المعنيتان هما توهج أشعّة غاما (gamma-ray glows)؛ وهي انبعاثات ضعيفة نسبيًا، تستغرق حوالي دقيقة واحدة، وومضات أشعة غاما الأرضية (terrestrial gamma-ray flashes)؛ وهي الأقصر من حيث الوقت، والأكثر كثافة.
من المعروف أن كلتا الظاهرتين تحدثان خلال العواصف الرعدية اعتمادًا على الشحنات الكهربائية الإيجابية والسلبية المختلفة المحيطة والتي يُحدثها تسارع الإلكترونات. لكن العلماء لم يفهموا تمامًا كيف تعمل الظاهرتان، وما الروابط بينهما.
في هذه المرة، لوحظت الظاهرتان بشكل متزامن خلال عاصفة رعدية؛ ما فتح الأبواب لمستوى جديد تمامًا من الفهم عندما يتعلق الأمر بفيزياء الشحنات الكهربائية الفائقة المجنونة والتي تحدث خلال العاصفة الرعدية.
يقول عالم الفيزياء الفلكية يوكي وادا، من جامعة طوكيو في اليابان: «خلال عاصفة رعدية في فصل الشتاء في كانازاوا، اكتشف المراقبون وجود ومضات أشعة غاما الأرضية متزامنة مع البرق. هذا أمر شائع إلى حد ما، ولكن من المثير للاهتمام أننا رأينا أيضًا توهج أشعة غاما في المنطقة ذاتها وفي الوقت ذاته.
علاوةً على ذلك، فقد اختفى توهج أشعة غّاما فجأةً عند حدوث البرق، يمكننا أن نقول بشكل قاطع إن الأحداث مرتبطة ببعضها البعض، وهذه هي المرة الأولى التي يُلاحَظ فيها هذا الاتصال».
في حين عرف العلماء لعقود من الزمن أن نشاط أشعة غاما يمكن أن يصاحب العواصف الرعدية (حين تتولد أشعة غاما عند اصطدام الإلكترونات المسرعة مع نوى ذرات النيتروجين)، فإن هاتين الظاهرتين لم يُكتَشف حدوثهما معًا إلا لمرة واحدة من قبل، وبشكل أقل أهمية.
يقول الباحثون إنها المرة الأولى الذي يُلاحظ فيها «اكتشاف متزامن لا لبس فيه» للظاهرتين على مستوى سطح البحر. ومع ذلك، لا يزال هناك الكثير لمعرفة المزيد حول ما يحدث بالضبط.
إن النتائج الجديدة هي جزء من البحث المستمر من خلال منظمة تسمى: مراقبة أشعة غاما في العواصف الرعدية الشتوية (Gamma-ray Observation of Winter thunderstorms: GROWTH).
تستخدم هذه المنظمة مجموعة من كواشف أشعّة غاما المثبتة على المدارس والمباني الأخرى في كانازاوا في محافظة إيشيكاوا.
ونظرًا إلى أن الغيوم الرعدية تتجه بطبيعتها نحو المناطق الأكثر انخفاضًا، فالأودية المنخفضة هي المكان المثالي لدراسة ما يجري داخلها. تحول الكواشف أشعّة غاما إلى ضوء مرئي، ثم تتحول الفوتونات الضوئية إلى إشارة كهربائية يمكن قراءتها.
ومن المثير للاهتمام افتراض الباحثين أن توهج أشعة غاما لا يسبق فقط ضربات البرق، ولكن في الواقع يساعد في التسبب بحدوثها. سيساعد المزيد من الدراسة في هذا الإطار العلماء في فهمٍ أعمق لهذه المسألة، وقد يساعد أيضًا خبراء الأرصاد على التنبؤ بضربات البرق بدقة أكبر.
اقرأ أيضًا:
الصواعق البرقية تُنتج المادة المضادة في جميع أنحاء كوكب الأرض
ماذا يحدث عندما يضرب البرق شجرة؟
ترجمة: أسامة أبو إبراهيم
تدقيق: عبد الرحمن عبد
مراجعة: تسنيم المنجد
