پدیده‌ای به نام "آذرخش تاریک"

تلسکوپ فضایی پرتو گامای فرمی ناسا در سال ۲۰۰۸ برای ماموریت بررسی پدیده‌های پرانرژی در کیهان راهی فضا شد. این تلسکوپ به طور معمول چیزهایی مانند فواره‌هایی که از سیاهچاله‌ها در کهکشان‌های دوردست نیرو گرفته‌اند، یا برون‌ریزی‌های ستارگان بزرگی که ابرنواختر پدید می‌آورند را ردیابی می‌کند.

بنابراین در سال ۲۰۱۰، برخورد باریکه‌ای از پوزیترون‌های پرانرژی (پادالکترون) به این تلسکوپ مایه‌ی شگفتی پژوهشگران نشد. فرمی برای آشکارسازی همین چیزها آنجا بود. ولی آنها هنگامی که فهمیدند این پوزیترون‌ها از کجا آمده شگفت‌زده شدند.

اگر ویدیو اینج اجرا نشد می‌توانید آن را در تلگرام و یا توییتر یک ستاره در هفت آسمان ببینید

این ذرات پرانرژی نه از سیاهچاله‌ای در فاصله‌ی هزاران سال نوری در کهکشان، بلکه همین جا، از سیاره‌ی خودمان آمده بودند. سرچشمه‌ی آنها توفانی تندری در فاصله‌ی تنها ۴۸۰۰ کیلومتریِ ماهواره‌ی فرمی بود!

جوزف دوایر، کارشناس آذرخش‌ها در بنیاد فناوری فلوریدا می‌گوید: «به نظر می‌رسید میدان مغناطیسی زمین شمارِ حدود ۱۰۰ تریلیون پوزیترون را از این توفان وارد باریکه‌ای فشرده کرده و آنها را به بالا، رو به فضاپیما شلیک کرده بود.»

یک چیزی داشت بالای ابرهای زمین پادماده تولید می‌کرد و با سرعتی نزدیک به سرعت نور به فضا می‌فرستاد. ولی چه چیزی؟ دوایر و همکارانش در مرکز پروازهای فضایی مارشال ناسا و دانشگاه آلاباما بر این باورند که: «پاسخ، "آذرخش تاریک" بود.»

آذرخش تاریک شاید چیزی مانند یک ناسازه‌گویی (بیان نقیضی) به نظر بیاید، ولی شواهدِ رو به گسترشی از واقعیت داشتن آن وجود دارد.

آذرخش معمولی زمانی رخ می‌دهد که میدان‌های الکتریکی در دل ابرهای تندری پدید می‌آیند. الکترون‌ها در تلاش برای خنثا کردن افزایش ولتاژ، از یک بخش به بخشِ دیگرِ ابر روانه می‌شوند. برق نوری که می‌بینیم رد این ذرات باردار را دنبال می‌کند که در مسیرشان هوا را تا دمای پنج برابر خورشید داغ می‌کنند.

اگر این نظریه‌ درست باشد، پس آذرخش تاریک رقیب آذرخش معمولی است و آن هم کارش خنثا کردن میدان‌های الکتریکی ابر است. به گفته‌ی وی، این فرآیند به چنین روشی انجام می‌شود (از دقیقه‌ی ۲:۱۰ ویدیو را ببینید).

در شرایط مناسب، میدان‌های الکتریکی درون ابر می‌توانند بهمنی نیرومند از الکترون‌ها پدید آورده و آنها را با سرعتی نزدیک به سرعت نور رو به بالا پرتاب کنند. این الکترون‌ها با مولکول‌های هوا برخورد می‌کنند و باعث گسیلش پرتوهای گاما می‌شوند. فضاپیماهای مدارگرد دستکم از میانه‌های دهه‌ی ۱۹۹۰ این برق پرتوهای گاما [که به نام درخش‌های پرتو-گامای زمینی یا TGFها شناخته می‌شوند] از ابرهای تندری را می‌بینند.

سپس، انرژی پرتو گاما [در برخورد با مولکول بعدی] به یک جفت ذره تبدیل می‌شود: یک الکترون و یک پوزیترون. در برخورد بعدیِ این ذرات با مولکول دیگری در هوا، یک جفت الکترون-پوزیترون دیگر تولید می‌شود و این چرخه تکرار می‌گردد.

دوایر می‌گوید: «یک چرخه‌ی پیوسته‌ی بازخورد (فیدبک) شکل می‌گیرد. این هم مانند فرآیند شکافت هسته، یک شتابدهنده‌ی ذراتِ طبیعی، خود-مولد(*)، و خودبسنده (**) است.»

به گفته‌ی وی، این چرخه‌ی بازخورد با آغاز شدنش می‌تواند بخش‌هایی از ابر را به همان سرعتِ آذرخش تخلیه کند. و از آنجایی که این آبشار الکترون و پوزیترون بیش از نورِ دیدنی (مریی)، پرتوهای گاما تولید می‌کنند، کل فرآیند عملا برای چشم ما نادیدنی می‌شود.

پژوهشگران زمانی می‌پنداشتند برق‌های پرتو گامای آذرخش‌ها نتیجه‌ی جانبی و شگفت‌انگیزِ آذرخش‌های معمولی هستند. ولی اکنون فکر می‌کنند نشانه‌ای از آذرخش تاریکند. دستگاه "دیدبان انفجار پرتو-گاما"ی ماهواره‌ی فرمی این برق‌ها را به گونه‌ای کارآمد و موثر آشکار می‌کند.

در این زمینه این مطلب را هم بخوانید: * آیا می‌دانید "آذرخش تاریک" چیست؟

--------------------------------------------

یادداشت‌ها:

*] self-generated

**] self-sustained

--------------------------------------------

تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

twitter.com/1star_7sky

واژه‌نامه:

NASA - Fermi Gamma-ray Space Telescope - positron - Joseph Dwyer - Florida Institute of Technology - Marshall Space Flight Center - University of Alabama - Terrestrial Gamma-ray Flash - TGF - dark lightning - thunderstorm - Earth - charged particle - storm cloud - gamma-ray - Terrestrial Gamma-ray Flash - TGF - nuclear fission - anti-matter

منبع: یوتیوب ناسا

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان