Először sikerült gömbvillámot lefilmezni!

3289

A normál villámokat vizsgálták a kínai kutatók, amikor jött a jackpot: egy gömbvillám pattant ki, az épp forgó kamerák és spektroszkópok előtt. Ez az első eset, hogy részletes adatokat sikerült rögzíteni a jelenségről.

A gömbvillámok igen ritka és rövid ideig tartó események, amelyek kutatása szinte lehetetlen kihívásokba ütközik, és emiatt évszázadok óta a legrejtélyesebb természeti jelenségek közé tartoznak. De most végre sikerült elkapni egyet: kínai kutatók hagyományos villámokat tanulmányoztak a terepen, mikor váratlanul egy gömbvillám színképét is sikerült rögzíteniük. Az adatok alapján a gömbvillám a talajt is alkotó elemekből állt.

20140121_gombvillam_kep4
Épp a kamera látómezejének szélére esett a jelenség. Akkor már sötét volt, de a nappali felvételek alapján a kb. 900 méterre lévő domboldalba csaphatott a villám. A gömbvillámhoz a színkép legalsó, fényesebb sávja tartozik, a felette lévő cikcakkos szalag a lecsapó villám spektruma. Forrás: Cen, Yuan & Xue.

A gömbvillámok rendszerint viharok idején létrejövő fénylések, golflabdától méteres méretekig, amelyek pár másodpercig a levegőben lebegnek. Számos történelmi feljegyzés létezik róluk, képesek sérüléseket vagy akár halált is okozni, esetleg épületeket felgyújtani. Az élénkebb fantáziával bírók pedig még a természetfelettit is felhozták rájuk magyarázatul. De jobban (vagy kevésbé) hihető, tudományos alapú hipotézisekből sincs hiány. Világító plazmagömböket már több módon, például levegőben terjedő, igen erős mikrohullámú sugárzással vagy víz alatti töltéskisüléssel is sikerült előállítani. Ám ezek a laborkísérleteknek talán semmi közük sincs a gömbvillámok természetes keletkezési mechanizmusához, amiről viszont adatok hiányában szinte semmit sem tudni.

20140121_gombvillam_kep1
Gömbvillám ábrázolás 1901-ből.

Még 2000-ben két kutató, James Dinniss és John Abrahamson vetették fel, hogy a gömbvillámok a földbe csapó villámok hatására alakulhatnak ki. A hipotézis szerint a hatalmas hő elpárologtatja a szilikát ásványokat a talajban. A szintén ott lévő szén kémiai reakciók során eltávolítja az oxigént a szilikátokból, és csak nagyenergiájú szilíciumatomokat hagy hátra, amik nanorészecskékbe, apró szálacskákba rendeződnek. A felhőt a becsapódás lökéshulláma felemeli, ahol a szálak reakcióba lépnek a légköri oxigénnel, hőt és fényt produkálva, ahogy felbomlanak és elégnek. Ha tényleg így történik, akkor a gömbvillám színképében is szilíciumot és más talaj-alkotó elemet kellene látni.

20140121_gombvillam_kep3
A gömbvillám nagy távolsága és a kamera kis felbontása miatt csak pár tucat pixelre korlátozódik a képe, de ezeken is jól látszik, ahogy halványodik és vörösödik. Forrás: Cen, Yuan & Xue.

És éppen ez az, amit Jüan Ping (Northwest Normal University, Lanzhou, Kína) és munkatársai megfigyeltek. 2012. júliusában normál villámokat filmeztek volna nagysebességű kamerák és spektroszkópok segítségével, amikor észrevették az egyik lecsapó villám keltette fénylést. A 900 méterre lévő jelenséget mintegy másfél másodpercig látták, ezalatt fehérből vörösessé vált, pár métert haladt oldalirányban, majd felfelé is. Mivel ekkor már sötét volt, a talaj feletti magasságát nem tudták megbecsülni. A spektrumában a talajban gyakori elemeket azonosítottak: szilíciumot, vasat és kalciumot, ami megfelel a talajra lecsapó villám hipotézisnek.

http://www.youtube.com/watch?v=67rsAOzKSP8

Az 1,3 másodpercig tartó felvétel, lelassítva.

“Szerintem ez egy gömbvillám egyedülálló megfigyelése, legalábbis egy bizonyos típusú gömbvillámé” – mondta el Martin Uman, a University of Florida (Gainesville, USA) villámokkal foglalkozó kutatója. “Számos kutatóprogramban rutinszerűen filmezik vagy fotózzák a villámokat, de tudomásom szerint ez az első, hogy gömbvillámot is sikerült megörökíteni.”

“Ez kétségkívül porból lett” – mondja Uman, de szerinte még nem elég ennyi adat, hogy pontos képünk legyen a gömbvillámok keletkezéséről, ugyanakkor jó alap laboratóriumi kísérletekhez. Jüan egyetért: “A tervünk az, hogy szimuláljuk a megfigyelés körülményeit és laboratóriumban is előállítsunk hasonló jelenséget.”

Az eredményeket bemutató szakcikk a Physical Review Letters folyóiratban jelent meg, 2014. január 17-én.

Forrás: American Physical Society, phys.org

Hozzászólás

hozzászólás