Negli ultimi trent’anni, gli scienziati hanno scoperto che i temporali possono generare raggi gamma, una delle forme di luce più energetiche. Questo fenomeno, che si pensava fosse legato solo a eventi estremi come le esplosioni di supernova o i buchi neri, è stato osservato anche in fenomeni atmosferici terrestri. Recenti ricerche hanno approfondito come e perché questi raggi gamma si formano all’interno delle tempeste.
La scoperta dei raggi gamma nei temporali
Tipologie di emissioni gamma
I raggi gamma prodotti dai temporali si dividono in due categorie principali: i lampi gamma terrestri (TGF), che durano fino a 100 microsecondi, e i bagliori gamma, che possono persistere per centinaia di secondi. Recentemente, i ricercatori hanno identificato una terza categoria, i lampi gamma intermittenti (FGF), caratterizzati da impulsi di durata maggiore rispetto ai TGF (centinaia di millisecondi) e collegati ai bagliori gamma di lunga durata.
Il ruolo dei fulmini
Inizialmente, si pensava che i fulmini fossero responsabili della produzione di raggi gamma. Tuttavia, le osservazioni hanno rivelato che i fulmini tendono a seguire le emissioni di raggi gamma, suggerendo che questi ultimi possano effettivamente innescare i fulmini. Secondo il team di ricerca, la formazione dei fulmini è dovuta agli elettroni liberi accelerati dal campo elettrico intenso all’interno delle nuvole. Questi elettroni, muovendosi verso l’alto, interagiscono con le molecole d’aria e d’acqua, generando reazioni che includono la formazione di antimateria e raggi gamma.
Il contributo dell’aereo spia della Guerra Fredda
Il NASA ER-2 High-Altitude Airborne Science Aircraft
Per studiare questi fenomeni, i ricercatori hanno utilizzato il NASA ER-2 High-Altitude Airborne Science Aircraft, un aereo spia U2 della Guerra Fredda riadattato. Questo velivolo vola a un’altitudine doppia rispetto a un aereo commerciale e ha sorvolato il Golfo del Messico dieci volte per studiare le tempeste tropicali. L’ER-2, volando a 20 km di altitudine, può avvicinarsi direttamente alla sommità delle nuvole, il più vicino possibile alla fonte dei raggi gamma.
Risultati delle osservazioni
Le osservazioni hanno mostrato che l’emissione di bagliori gamma non è statica, ma cambia costantemente, limitando l’energia che può accumularsi all’interno delle nuvole. Il team stima che la dimensione delle tempeste sia un fattore cruciale nella produzione di raggi gamma, e ritiene che più della metà delle tempeste tropicali possa generare questi raggi.
Implicazioni e conclusioni
Un nuovo quadro dinamico
Le dinamiche dei temporali che emettono raggi gamma contraddicono l’immagine precedente di bagliori quasi stazionari. Invece, assomigliano a un enorme calderone in ebollizione, sia nel modello che nel comportamento. Questo nuovo quadro dinamico suggerisce che ci sia molto di più da scoprire sui temporali e sui processi che avvengono al loro interno.
Rischi e sicurezza
Nonostante la spettacolarità del fenomeno, l’emissione di raggi gamma non rappresenta un pericolo per gli esseri umani. Per essere esposti a questi raggi, bisognerebbe trovarsi all’interno della tempesta, dove i rischi legati ai fulmini e ad altre condizioni meteorologiche sarebbero ben più gravi dei lampi di raggi gamma.
Le ricerche sono state pubblicate sulla rivista Nature, offrendo una nuova comprensione dei processi energetici che avvengono nei temporali. Questi studi non solo ampliano la nostra conoscenza delle tempeste, ma potrebbero anche avere implicazioni per la meteorologia e la fisica atmosferica.
