29.11.2017: En gruppe japanske forskere har bevist at antimaterie reagerer med atomer i Jordens atmosfære, altså er det bevist at antimaterie ikke bare er noe som finnes i science fiction, men som passerer rett over hodene våre under kraftig tordenvær!

av Anne Mette Sannes

Et team fra Kyoto University har avdekket mysteriet med utbruddene av gammastråler forårsaket av lynnedslag.
Illustrasjon: Kyoto University/Teruaki Enoto

Til enhver tid er det rundt 1800 tordenværstormer som pågår et sted på vår klode, og japanske forskere har funnet ut at gammastråler fra lyn reagerer med luft og produserer radioisotoper – og til og med positroner; det motsatte av elektroner. Ifølge prosjektleder Teruaki Enoto fra Universitetet i Kyoto har man vært klar over at lyn og torden sender ut gammastråler og antatt at de på en eller annen måte ville reagere med atomkjerner i atmosfæren.

Klikk på bildet for å se hvordan vekselvirkgning med materie kan produsere gammastråler og vice versa.
Animasjon: NASA/Goddard Space Flight Center/J. Dwyer/Florida Inst. of Technology

Den japanske nordvestkysten er et perfekt sted å observere kraftig lyn og tordenvær, og i 2015 startet et team med å bygge en rekke små gammastråledetektorer som ble plassert på ulike steder langs kysten av Honshu. Etter å ha installert fire detektorer i Kashiwazaki city i februar 2017 ble det registrert kraftig og kortvarig gammastråling umiddelbart etter et lynnedslag noen hundre meter unna, og det var i det øyeblikket at teamet forsto at de var vitne til en ny og hittil ukjent side av lyn.

Forskerne har lenge var klar over at mindre utbrudd av gammastråling kan bli forårsaket av kraftig tordenvær – kjent som “terrestrial gamma-ray flashes” og som antas å være resultat av statiske elektriske felt som akselererer elektroner som deretter bremses av atmosfæren. Fenomenet ble først oppdaget av rombaserte observatorier, og stråler med opp til 100 millioner elektronvolt (100 MeV) har blitt observert.

Klikk på bildet for å se en animasjon av hvordan gammastråler fra Jorden kan observeres fra rommet.
Animasjon: NASA/Goddard Space Flight Center/J. Dwyer/Florida Inst. of Technology

Da dataene var blitt analysert fant forskerne tre ulike utbrudd av gammastråler. Den første varte mindre enn et millisekund, den andre var ettergløden av et gammaglimt som døde ut i løpet av flere titalls minisekunder, og den siste var en langvarig utstråling som varte i rundt et minutt. Ifølge Enoto forsto de at det første utbruddet skyldtes lynnedslaget, og gjennom sine analyser og beregninger kunne de etterhvert også fastslå opprinnelsen til de to andre utstrålingene.

Den andre ettergløden ble forårsaket av lyn som reagerte med nitrogen i atmosfæren. Gammastråler som har blitt sendt ut i lyn har nok energi til å slå et nøytron ut av nitrogenatomer, og ettergløden av gammaglimtet ble produsert av partikler i atmosfæren som reabsorberte dette nøytronet. Det siste langvarige utbruddet stammet fra nedbrytningen av de nå nøytronfattige og stabile nitrogenatomene, og det var disse frigjorte positronene som senere kolliderte med elektroner i annihilasjonshendelsene som frigjorde gammastrålene.

Under prosjektet fikk teamet finansieringsproblemer, men gjennom såkalt crowdfunding på nettet, og dermed hjelp av folks støtte, klarte teamet å oppnå enda mer enn de opprinnelig hadde forventet. Enoto og teamet hans er svært takknemlige for støtten fra vanlige borgere og har fortsatt over ti detektorer plassert langs den japanske kysten mens det kontinuerlig blir samlet inn data som de håper kan føre til nye oppdagelser.

Terrestrial gamma-ray flashes produserer elektroner og positroner med høy energi. Disse partiklene farer langs Jordens magnetfelt med nær lysets hastighet.
Animasjon: NASA/Goddard Space Flight Center/J. Dwyer/Florida Inst. of Technology

Gammaglimt med to stråler som skytes ut i hver sin retning.
Illustrasjon: NASA/D.Berry

Gammaglimt er vanlige, men likevel tilfeldige, og flyktige hendelser som har pirret forskerne siden utbruddene ble oppdaget på slutten av 60-tallet. Gammaglimt med varighet på mer enn fire sekunder er forårsaket av voldsomme stjerneeksplosjoner, mens de kortere skyldes at binære system med sorte hull eller nøytronstjerner smelter sammen.

Klikk på “Liker” og få melding når nye saker legges ut!

MER INFORMASJON

Sak fra NASA om gammaglimt fra lyn

Flere saker om gammaglimt