Ερευνητές ανακαλύπτουν σπάνιο φαινόμενο στα νέφη που προκαλεί τους κεραυνούς

Σε μια πρώτη στο είδος της παρατήρηση, ερευνητές από το Κέντρο Επιστήμης του Διαστήματος του Πανεπιστημίου του New Hampshire έχουν καταγράψει ένα μοναδικό στο είδος του γεγονός που συμβαίνει στα νέφη πριν από συμβεί η λάμψη ενός κεραυνού*. Η παρατήρησή τους, που αποκαλείται «ταχεία αρνητική κατάρρευση», καταγράφει ένα νέο δυνατό τρόπο για να διαμορφωθεί ο κεραυνός και είναι αντίθετος της τρέχουσας άποψης του πώς ο αέρας μεταφέρει ηλεκτρισμό στις καταιγίδες.

«Είναι η πρώτη φορά που έχει παρατηρηθεί ταχεία αρνητική κατάρρευση, έτσι είναι πολύ συναρπαστικό», ανέφερε ο καθηγητής φυσικής Ningyu Liu. «Παρά την πάνω από 250 χρόνια έρευνα, το πώς ξεκινά ο κεραυνός είναι ακόμη ένα μυστήριο. Η διαδικασία ήταν τελείως μη-αναμενόμενη και μας δίνει περισσότερες γνώσεις του πώς ο κεραυνός ξεκινά και εξαπλώνεται». Τα ευρήματα που δημοσιεύονται στο περιοδικό Nature Communications, είναι άλλο ένα βήμα προς την κατεύθυνση της απάντησης στο ερώτημα του πώς ξεκινά ένας κεραυνός. Πρόσφατα, το πρόβλημα της εκκίνησης έμοιαζε να λύνεται με την ανακάλυψη της «ταχείας θετικής κατάρρευσης» του αέρα, που ταίριαζε με τη θεωρία που από καιρό κατέχουν οι ερευνητές.

Η ταχεία θετική κατάρρευση περιλαμβάνει την προς τα κάτω ανάπτυξη μιας διαδρομής στο νέφος, με κίνηση από το θετικό φορτίο στην κορυφή του νέφους προς το αρνητικό φορτίο στο μέσο του νέφους. Η διαδρομή διαμορφώνεται σε ένα πέμπτο της ταχύτητας του φωτός και μπορεί να πυροδοτήσει τον κεραυνό. Ωστόσο, η παρατήρηση που αναφέρθηκε πρόσφατα της ταχείας αρνητικής κατάρρευσης δείχνει ότι μια προς τα πάνω διαδρομή – που πηγαίνει στην αντίθετη κατεύθυνση και εξίσου γρήγορα – μπορεί να δημιουργηθεί σε ένα νέφος καταιγίδας, πράγμα που δείχνει ότι υπάρχει ένας άλλος τρόπος να αρχίσει ηλεκτρισμός στον αέρα. Ουσιαστικά, αυτό εφοδιάζει τους επιστήμονες με μια νέα άποψη του τι είναι δυνατό μέσα σε ένα καταιγιδοφόρο νέφος.

«Τα ευρήματα αυτά δείχνουν ότι η δημιουργία κεραυνού μέσα σε ένα νέφος μπορεί να είναι περισσότερο διπλής κατεύθυνσης παρά όπως αρχικά θεωρούσαμε», αναφέρει η Julia Tilles, υποψήφια διδάκτωρ στο Κέντρο Επιστήμης του Διαστήματος του Πανεπιστημίου.

Σε συνεργασία με μια ερευνητική ομάδα κεραυνών από το Ινστιτούτο Εξόρυξης και Τεχνολογίας στο Νέο Μεξικό, οι ερευνητές κατέγραψαν ταχεία αρνητική κατάρρευση σε μια καταιγίδα στο Διαστημικό Κέντρο Kennedy στη Florida, χρησιμοποιώντας ραδιοκύματα που δημιουργούνται βαθιά στο εσωτερικό των καταιγιδοφόρων νεφών. Μια συστοιχία κεραιών εγκατεστημένων στο έδαφος ανίχνευε τα ραδιοκύματα, τα οποία στη συνέχεια επέτρεψαν στους ερευνητές να δημιουργήσουν μια υψηλής λεπτομέρειας εικόνα των ραδιοπηγών και να αναγνωρίσουν αυτό το ασυνήθιστο φαινόμενο.

Οι ερευνητές συνεχίσουν να αναπτύσσουν εικόνες από τα δεδομένα και ελπίζουν να μάθουν περισσότερα σχετικά με το πόσο συχνά συμβαίνουν γεγονότα ταχείας αρνητικής κατάρρευσης και πιο μέρος από αυτά μπορεί να ξεκινήσουν μια πραγματική λάμψη κεραυνού.
---------------------
[*] Σημείωση:
Σύμφωνα με σύγχρονες απόψεις μετεωρολόγων και φυσικών, και οι αστραπές θεωρούνται κεραυνοί, ανεξάρτητα αν η ηλεκτρική εκκένωσή τους φθάνει στο έδαφος ή όχι. Έτσι ορίζεται ότι: «Οποιαδήποτε ηλεκτρική εκκένωση που συμβαίνει στην ατμόσφαιρα και οφείλεται σε φυσικά αίτια ονομάζεται κεραυνός».