Während der Blitzeinschläge, die den Hurrikan Patricia im Jahr 2015 begleiteten, zeichneten Wissenschaftler die Ströme von Positronen auf - Antiteilchen von Elektronen. Antimaterieteilchen verursachen energiereiche Lichtblitze im Gamma- und Röntgenbereich. Ein Artikel mit den Ergebnissen wurde im Journal of Geophysical Research: Atmospheres veröffentlicht.
Im Zentrum starker Wirbelstürme befindet sich ein Gebiet mit relativ gutem Wetter ohne Niederschlag und Wind - das Auge eines Hurrikans. An seiner Grenze, wo sich große Wolken befinden, verschlechtert sich das Wetter stark, starke Winde beginnen zu wehen, es regnet und Blitze blitzen auf. Während eines der stärksten Hurrikane unserer Zeit, Patricia, die vor der Küste Mexikos und der Vereinigten Staaten tobte, flog ein Forschungsflugzeug der US-amerikanischen National Oceanic and Atmospheric Administration durch das Gebiet mit der größten Intensität des Sturms. Zum ersten Mal in der Geschichte der Hurrikanstudien konnten seine Instrumente Positronenflüsse registrieren.
Die Physiker waren von der Entdeckung nicht schockiert, da ähnliche auf die Erde gerichtete Antiteilchenströme Modelle des terrestrischen Gammastrahlenblitzes (TGF) vorhersagten - natürliche atmosphärische Prozesse im Zusammenhang mit Blitzen, die bereits wiederholt von verschiedenen Instrumenten aufgezeichnet wurden. "Dies ist die erste Bestätigung der theoretischen Vorhersage, dass die TFG von energiereicher Strahlung begleitet wird, die sich von oben nach unten durch die Atmosphäre bewegt", sagte Co-Autor David Smith von der University of California in Santa Cruz. - Ein solches Phänomen könnte wie die meisten detektierten TGFs aus der Umlaufbahn registriert werden, da der Elektronenstrom nach oben gerichtet ist. Wir haben den Prozess von unten gesehen - die Positronen bewegen sich in die entgegengesetzte Richtung."
Die Ergebnisse von Wissenschaftlern zeigen, dass es zur Registrierung von Positronen nicht erforderlich ist, zum Zentrum des Hurrikans zu fliegen - ihre Strahlung kann in Höhen von 1,5 Kilometern erfasst werden. Starke elektrische Felder während des Blitzes beschleunigen geladene Teilchen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit. Wenn sie von Atomen in der Atmosphäre gestreut werden, erzeugen sie Röntgen- und Gammastrahlen. Trotz der Bestätigung der Theorie sind viele Aspekte terrestrischer Gammastrahlenausbrüche von Wissenschaftlern noch nicht vollständig verstanden worden. "Dies ist ein ungewöhnliches Phänomen, und wir verstehen immer noch nicht, warum sie so hell sind", fasst Smith zusammen.
