A NASA sajtóközleményéből:
A NASA Fermi Gamma-ray Űrtávcsövét használó tudósok felfedezték a Föld zivatarok feletti antianyag sugarait, ezt a jelenséget még soha nem látották.
A tudósok úgy vélik, hogy az antianyag-részecskék egy földi gamma-sugaras vakuban (TGF) képződtek, amely egy rövid robbanás volt a zivatarok belsejében, és amelyről kimutatták, hogy villámláshoz kapcsolódik. Becslések szerint körülbelül 500 TGF fordul elő naponta világszerte, de a legtöbb nem észlelhető.
"Ezek a jelek az első közvetlen bizonyítékok arra, hogy a zivatarok antimatikus részecskenyalábot eredményeznek" - mondta Michael Briggs, a Fermi Gamma-ray Burst Monitor (GBM) csapatának tagja az alabami egyetemen Huntsville-ben (UAH). Hétfőn, az amerikai csillagászati társaság ülésén, Seattle-ben beszámolt a hírekkel.
A Fermi a gamma sugarainak, a fény legnagyobb energiájának megfigyelésére szolgál. Amikor az antianyag hatású Fermi ütközik egy normál anyag részecskéjével, akkor mindkét részecske azonnal megsemmisül, és gammasugarakká alakul. A GBM gamma-sugarakat detektált 511 000 elektronvolttal, az elektronra utaló jel megismerkedett antianyag párjával, a pozitronnal.
Noha a Fermi GBM-jét nagy energiájú események megfigyelésére tervezték az univerzumban, értékes betekintést nyújt e furcsa jelenséghez is. A GBM folyamatosan figyeli a teljes égboltot a fenti és a Földet alatt. A GBM csapata 130 TGF-et azonosított a Fermi 2008-as bevezetése óta.
„A Fermi-misszió kevesebb, mint három éven át tartó pálya körüli pályán csodálatos eszköznek bizonyult a világegyetem próbájában. Most megtudjuk, hogy a rejtélyeket sokkal, sokkal közelebb lehet felfedezni otthonához ”- mondta Ilana Harrus, a Fermi programtudós, a NASA washingtoni központjában.
Az űrhajó közvetlenül a vihar felett volt a megfigyelt TGF-ek nagy részében, de négy esetben a viharok messze voltak Fermi-től. Ezenkívül a villámok által generált rádiójelek, amelyeket egy globális megfigyelő hálózat észlelt, azt jelezték, hogy az egyetlen villám akkoriban több száz mérföldnyire volt. Az egyik TGF során, amely 2009. december 14-én történt, a Fermi Egyiptom fölött volt. De az aktív vihar Zambiában volt, mintegy 2800 mérföldre délre. A távoli vihar Fermi láthatár alatt volt, így az általa előidézett gammasugarakat nem lehetett észlelni.
"Annak ellenére, hogy Fermi nem látta a viharot, az űrhajó mindazonáltal mágnesesen kapcsolódott hozzá" - mondta Joseph Dwyer a floridai Melbourne-i Floridai Technológiai Intézetből. "A TGF nagysebességű elektronokat és pozitronokat állított elő, amelyek azután felugrottak. A Föld mágneses tere, hogy megüsse az űrhajót.
A sugárzás Fermi mellett haladt tovább, és egy tükörpontnak nevezett helyre érkezett, ahol a mozgása megfordult, majd másodpercre ütközött az űrhajóra, csupán 23 milliszekundummal később. A sugárban lévő pozitronok minden alkalommal ütköztek az űrhajón lévő elektronokkal. A részecskék megsemmisítették egymást, és gamma sugárzást bocsátottak ki, amelyet a Fermi GBM észlel.
A tudósok már hosszú ideje gyanították, hogy a TGF-ek a zivatarok teteje közelében lévő erős elektromos mezőkből származnak. Mondják, a megfelelő feltételek mellett a mező elég erős lesz, hogy felfelé irányuló elektron-lavint vezessen. A nagysebességű elektronok, amelyek majdnem olyan gyorsak, mint a fény, elérték a gammasugarakat, amikor azokat levegőmolekulák elhajolják. Általában ezeket a gammasugarakat TGF-ként detektálják.
De a lépcsőzetes elektronok annyi gammasugarat bocsátanak ki, hogy az elektronok és a pozitronok robbantanak ki a légkörből. Ez akkor fordul elő, amikor a gamma-sugár energia részecskékré alakul: elektron és pozitron. Ezek a részecskék érik el Fermi pályáját.
A pozitronok kimutatása azt mutatja, hogy sok nagy energiájú részecske távozik a légkörből. Valójában a tudósok most azt gondolják, hogy az összes TGF elektron / pozitron sugarat bocsát ki. A megállapításokról szóló dokumentumot elfogadták a Geophysical Research Letters publikálásához.
"A Fermi eredmények egy lépést közelebb hoztak a TGF-ek működésének megértéséhez" - mondta Steven Cummer a Duke Egyetemen. "Még mindig kitalálnunk kell, hogy mi a különös ezekben a viharokban, és a villámlás pontos szerepe a folyamatban."
A NASA Fermi Gamma-ray Űrteleszkópja asztrofizikai és részecskefizikai partnerség. A NASA Goddard űrrepülési központja irányítja, Greenbelt, Md. Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumával együttműködésben dolgozták ki, Franciaország, Németország, Olaszország, Japán, Svédország és az Egyesült Államok akadémiai intézményeinek és partnereinek jelentős hozzájárulásával.
A GBM Műszeres Műveleti Központ a Nemzeti Űrtudományi Technológiai Központban található, Alaszkában, Huntsville-ben. A csapat az Egyesült Arab Emírségek, a NASA Huntsville-i Marshall űrrepülési központjának, a németországi Max Planck Földön kívüli Fizikai Intézetnek és más intézményeknek a közreműködésével működik együtt.
Hétfő éjfél után (keleti standard idő) a cikk az AGU-n regisztráltak számára elérhető lesz az AGU weboldalán ezen a linken.
