Antianyagot hoznak létre a nagy viharok

Megtalálták az eddigi legerősebb bizonyítékot arra, hogy a nagy földi viharközpontok felett antianyag sugarakat keltenek a közel fénysebességgel kilövellt elektronok. Az érdekes felismerésre a Fermi-űrtávcső megfigyelései mutattak rá, de a jelenség pontos kialakulása egyelőre nem ismert.

"Ez az első közvetlen, és egyben az eddigi legerősebb bizonyíték, hogy a viharok antianyag részecskéket is létrehoznak." - mondta Michael Briggs (University of Alabama, Huntsville), a Fermi-műhold gammavillanásokat vizsgáló csoportjának tagja tegnap, az Amerikai Csillagászati Szövetség Seattleben zajló konferenciáján. A furcsa felismeréshez a Fermi-űrtávcső adatai vezettek, amely eredetileg nem földi, hanem nagyenergiájú égi objektumokat vizsgál a gammasugarak hullámhosszán.

A szonda 2008-as felbocsátása óta összesen 130 olyan jelenséget észleltek, amikor a nagyenergiájú részecskék, illetve a hozzájuk kapcsolódó sugárzás nem a világűrből, hanem a Föld irányából érkezett. Az ekkor megfigyelt földi gammavillanások (terrestrial gamma-ray flash, TGF) bolygónk légkörében zajló nagyenergiájú folyamatoktól származtak.

A legtöbb észlelés alkalmával éppen egy viharközpont felett haladt el a Fermi-űrszonda, de volt olyan alkalom is, amikor nagy távolságból érkeztek a megfigyelt részecskék. Egy 2009. december 14-én regisztrált eseménynél például az űrtávcső éppen Egyiptom felett mozgott, miközben egy nagy viharközpont majdnem 5000 kilométerre, Zambia felett tombolt - mégis sikerült az onnan származó részecskéket érzékelnie. Ekkor a vihar által létrehozott elektron-pozitron (az elektron antirészecskéje) párok a mágneses erővonalak mentén jutottak el a Fermihez - sőt, az ugyanezen erővonalak mentén 23 milliszekundum múlva visszafelé haladó részecskéket is detektálta a szonda.

A földi gammavillanások kialakulásának modellje (NASA, GSFC)

A megfigyelések alapján a földi gammavillanások a nagyobb légköri viharok kisüléseihez kapcsolódnak. Az elméleti modellek szerint a viharközpontok felső részén a felszabaduló energia gyors elektronokat kelt a nagyenergiájú elektromos térben. A fenti ábra a folyamat lépéseit mutatja. Először egy viharzóna tetején az elektromos mező felfelé haladó elektronlavinát indít, amely a légköri molekulákkal ütközve gammasugarakat hoz létre. Ha ezek a gammasugarak elektronokkal találkoznak, akkor azokat közel fénysebességre gyorsítják, illetve a gammasugarak elektron-pozitron párokat is keltenek. A harmadik ábra azt a fázist mutatja, amikor az esemény után 1,98 milliszekundummal a keletkezett részecskék elérik az űrszondát. A becslések alapján, naponta közel 500 ilyen gammavillanás zajlik bolygónkon, amelyek nagyobb része eddig észrevétlen volt.

Ajánlat:

• Antianyagot észleltek földi villámoknál
• Két hatalmas buborékot azonosított galaxisunkban a Fermi-röntgentávcső