Under en lång tid kunde forskare inte förklara varför blixtnedslag träffar samma plats två gånger. Nu har detta mysterium lösts. Ett internationellt forskargrupp under ledning av University of Groningen använde LOFAR-radioteleskopet för att studera blixtnedslag i detalj. Deras arbete visade att negativa laddningar i ett regnmoln inte laddas ut på en gång. De är delvis bevarade. Denna process äger rum i strukturer som forskare har kallat nålar. Genom dem kan en negativ laddning skicka en andra urladdning till marken. Resultaten publicerades den 18 april i den vetenskapliga tidskriften Nature.
nålar
"Denna upptäckt skiljer sig mycket från den aktuella bilden där laddningen flyter genom plasmakanalerna direkt från en del av molnet till en annan eller till marken," - förklarade professor i fysik vid University of Groningen.
Det var inte möjligt att utföra en sådan studie tidigare, eftersom det inte fanns någon nödvändig utrustning. Men tack vare det senaste LOFAR-radioteleskopet var det möjligt att upptäcka nålarna och bestämma deras storlek. De är 100 meter långa och 5 meter i diameter.
Low Frequency Array (LOFAR) tillverkad i Holland. Den består av flera tusen antenner som är spridda över hela Europa. De är anslutna till den centrala datorn med hjälp av optisk fiber och kan fungera som en enhet.
Kampanjvideo:
Lågfrekvensarray är designad för observationer av radioastronomi, men funktionaliteten gör att den kan användas för att studera blixtar.
Inuti molnet
För att observera blixtar använde forskare endast antenner belägna i Holland, vars totala yta är 3200 kvadratmeter. Uppgifterna erhållna med hjälp av dem hjälpte till att se vad som händer inne i molnet under åskväder.
Blixten uppstår när starka uppdateringar skapar en speciell statisk elektricitet i stora moln, varav en del blir negativt laddad och den andra positivt.
När denna laddningsdelning når en viss takt, uppträder en stark urladdning, som vanligtvis kallas blixt. Vanligtvis börjar det i ett litet område med varm, joniserad luft, den så kallade plasma.
Denna lilla del omvandlas till en grenad plasmakanal. Det kan vara flera kilometer långt. De positiva kanaltipserna samlar negativa laddningar från molnet. Sedan passerar de genom kanalen till den negativa spetsen och laddningen lossas.
Ny algoritm
Forskare har utvecklat ett nytt schema för att ta emot data från LOFAR-radioteleskopet. Det gör att de kan visualisera strålningen från två blixtnedslag. En mycket exakt tidsstämpel på all data och en antennuppsättning gjorde det möjligt för forskare att identifiera strålningskällor med hög upplösning.
"Nära till radioteleskopets centrala zon, där antenntätheten är högst, var den rumsliga noggrannheten cirka en meter," säger professor Scholten. Dessutom kunde de erhållna data lokalisera tio gånger fler VHF-källor än andra 3D-avbildningssystem, med tidsupplösning inom nanosekundområdet. Detta resulterade i en högupplöst 3D-bild av ett blixtnedslag.
Ha sönder
Tack vare forskning blev det klart varför det finns pauser i utloppskanalen på den plats där nålarna bildas. Troligtvis avger de negativa laddningar från huvudkanalen, som sedan åter faller in i åsklöden. Det visade sig att en minskning av laddningarna i kanalen provocerar en öppen krets. Men när laddningen i molnet blir hög igen återställs flödet genom kanalen, vilket leder till en upprepad blixtnedladdning. Det är tack vare denna princip att blixtnedgången upprepade gånger kommer att slå samma område.
Scholten kommenterade upptäckten på följande sätt:”VHF-strålning längs den positiva kanalen orsakas av att regelbundet upprepade utsläpp längs de tidigare bildade sidokanalerna, nålarna. Dessa nålar verkar tappa laddningarna på ett pulserat sätt. " "Detta är ett helt nytt fenomen," tillägger professor Joe Dwyer från University of New Hampshire (USA), artikelens tredje författare. "Våra nya övervakningsmetoder fångar ett stort antal nålar i blixtnedslag som inte sågs förut." Och Brian Hare avslutar: "Tack vare dessa observationer ser vi att en del av molnet laddas upp, och du kan förstå varför blixtnedslaget i marken upprepas flera gånger."
Tatiana Andreeva
