ในที่สุดเราก็รู้แล้วว่า ‘สายฟ้า’ ทำให้เกิดแสงวาบของ ‘รังสีแกมมา’ ได้ยังไง

รังสีแกมมา จัดเป็นคลื่นแสงที่มีพลังมากที่สุดในจักรวาล มันมีพลังมากซะจนสามารถมองเห็นได้ในการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี ในการระเบิดของจักรวาล รวมทั้งในฟ้าผ่าด้วย และถึงแม้ฟ้าผ่าจะอยู่ใกล้ตัวเรา แต่ก็ไม่เคยมีใครรู้ว่าฟ้าผ่าผลิตรังสีแกมมาได้ยังไง

สายฟ้า รังสีแกมมา

รังสีแกมมาภาคพื้นดิน (TGFs) ที่เกิดขึ้นจากเบรมส์ชตราลุง (Bremsstrahlung) ที่แปลได้ว่า “รังสีหยุด” หรือ “รังสีหน่วง” มันเป็นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าที่ถูกเร่งหรือชะลอตัว และจะปล่อยรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า ในกรณีของ TGF สาเหตุก็คือการเร่งอิเล็กตรอน

ในเอกสารฉบับล่าสุด ซึ่งอยู่ในคลังเก็บเอกสารก่อนการพิมพ์ของ ArXiv.org .. นักวิจัยรายงานการสังเกตล่าสุดเกี่ยวกับ Optical Counterpart ของ TGF ซึ่งสิ่งนี้เป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากสมมติฐานหลักสองข้อสำหรับการสร้างรังสีแกมมาโดยฟ้าผ่า จะทำให้เกิดลายเซ็นที่แตกต่างกันในแสงที่มองเห็นได้

อย่างแรกคือกลไก Relativistic Feedback (RFD) ซึ่งแสดงให้เห็นว่าโฟตอน – อนุภาคของแสง – และโพสิตรอน – ปฏิสสารที่เทียบเท่ากับอิเล็กตรอน – ให้ผลย่อนกลับที่ก่อให้เกิดการถล่มของอิเล็กตรอน จนปฏิสสารในเมฆฟ้าผ่าเกิดขึ้น ดังนั้น จึงต้องพิจารณาสถานการณ์นี้อย่างจริงจัง หากแบบจำลองนี้ถูกต้อง มันควรมีแสงที่มองเห็นได้น้อยมาก หรือไม่มีเลย และแสงอัลตราไวโอเลตที่เจียมเนื้อเจียมตัวนี้ จะเรียกว่าฟ้าผ่ามืด




คำอธิบายทางเลือกคือ กลไกการผลิตอิเล็กตรอนหนีความร้อน ซึ่งสนามไฟฟ้าแรงสูงจะสร้าง Cascade อิเล็กตรอน สนามไฟฟ้าเหล่านี้จะสูงกว่าสนามไฟฟ้าแยกย่อยทั่วไปถึงสิบเท่า

กลไกการผลิตอิเล็กตรอนแบบหนีด้วยความร้อนถือว่าเหตุการณ์ TGF เกิดขึ้นในบริเวณใกล้กับปลายลำแสงที่เกี่ยวข้องกับตัวนำฟ้าผ่า จากนั้นประชากรอิเล็กตรอนอิสระจะถูกเร่งต่อไปด้วยศักยภาพที่ลดลง ต่อหน้าตัวนำฟ้าผ่าไปยังอิเล็กตรอนที่หลบหนีผ่านกลไกการระบายความร้อน” ผู้เขียนเขียนไว้ในบทความ




ทางหนีที่เป็นความร้อนจะสร้างสัญญาณแสงพร้อมกับรังสีแกมมา และในช่วงที่เกิดพายุฝนฟ้าคะนองเมื่อวันที่ 11 กันยายน 2011 นักวิจัยได้ใช้ Telescope Array Surface Detector (TASD) ซึ่งสามารถตรวจจับรังสีแกมมาและสัญญาณออปติคัลจากพายุฝนฟ้าคะนองได้ ซึ่งสอดคล้องกับกลไกการหนีความร้อน (the thermal runaway production mechanism)

ข้อมูลนี้บ่งชี้ว่าแสงที่มองเห็นได้ จะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ซึ่งสัมพันธ์กับการผลิต TGF และจากผลลัพธ์นี้ ดูเหมือนว่ามีเหตุผลที่จะสรุปได้ว่าผลลัพธ์ของเรา สนับสนุนกลไกหนีความร้อนและไม่สนับสนุนแนวคิดที่ว่า TGF เป็นเหตุการณ์ฟ้าผ่ามืด ตามที่เสนอโดยกลไก Relativistic FeedBack

อ่านเรื่องอื่น

Advertisements
Advertisements