Dolgo časa znanstveniki niso znali razložiti, zakaj strela dvakrat zadene isto mesto. Zdaj je ta skrivnost razrešena. Mednarodna skupina raziskovalcev, ki jo je vodila Univerza v Groningenu, je z radijskim teleskopom LOFAR natančno preučila strele. Njihovo delo je dokazalo, da se negativni naboji v deževnem oblaku ne izpraznijo naenkrat. Delno so ohranjeni. Ta proces poteka znotraj struktur, ki so jih znanstveniki imenovali igle. Preko njih lahko negativni naboj pošlje drugo razelektritev na tla. Rezultati so bili objavljeni 18. aprila v znanstveni reviji Nature.
Igle
"To odkritje se zelo razlikuje od trenutne slike, v kateri naboj teče po kanalih plazme neposredno iz enega dela oblaka v drugega ali v tla," je pojasnil profesor fizike na univerzi v Groningenu.
Prej takšne študije ni bilo mogoče izvesti, saj ni bilo potrebne opreme. Toda po zaslugi najnovejšega radijskega teleskopa LOFAR je bilo mogoče zaznati iglice in določiti njihove velikosti. Dolge so 100 metrov in premera 5 metrov.
Nizkofrekvenčni niz (LOFAR), proizveden na Nizozemskem. Sestavljen je iz več tisoč anten, ki so raztresene po severni Evropi. Na centralni računalnik so povezani z optičnimi vlakni in lahko delujejo kot ena enota.
Promocijski video:
Nizkofrekvenčni niz je zasnovan za radioastronomska opazovanja, vendar funkcionalnost omogoča njegovo uporabo za preučevanje strele.
Znotraj oblaka
Znanstveniki so za opazovanje strele uporabili le antene, ki se nahajajo na Nizozemskem, katerih skupna površina je 3200 kvadratnih metrov. Podatki, pridobljeni s pomočjo njih, so pomagali videti, kaj se dogaja znotraj oblaka med nevihto.
Strele nastanejo, ko močni dvigi ustvarijo posebno statično elektriko v velikih oblakih, od katerih en del postane negativno nabit, drugi pa pozitiven.
Ko ta delitev naboja doseže določeno hitrost, se pojavi močan izcedek, ki ga običajno imenujemo strele. Značilno je, da se začne na majhnem območju vročega, ioniziranega zraka, tako imenovani plazmi.
Ta majhen del se pretvori v razvejan plazemski kanal. Dolga je lahko več kilometrov. Pozitivni nasveti o kanalu kopičijo negativne naboje iz oblaka. Nato preidejo skozi kanal do negativnega vrha in naboj se izprazni.
Nov algoritem
Raziskovalci so razvili novo shemo za sprejemanje podatkov iz radijskega teleskopa LOFAR. Omogoča jim, da vizualizirajo sevanje iz dveh utripov strele. Zelo natančen časovni žig za vse podatke in antenski niz je omogočil znanstvenikom, da prepoznajo vire sevanja z visoko ločljivostjo.
"V bližini osrednjega območja radioteleskopa, kjer je gostota antene najvišja, je bila prostorska natančnost približno en meter," pravi profesor Scholten. Poleg tega so bili pridobljeni podatki lahko lokalizirali 10-krat več virov VHF kot drugi 3D-slikovni sistemi, s časovno ločljivostjo v nanosekundnem območju. Rezultat je bila 3D-slika visoke ločljivosti udara strele.
Odmor
Zahvaljujoč raziskavam je postalo jasno, zakaj obstajajo prelomi v izstopnem kanalu na mestu, kjer se oblikujejo igle. Najverjetneje iz glavnega kanala odvajajo negativne naboje, ki nato spet padejo v metež. Izkazalo se je, da zmanjšanje nabojev v kanalu izzove odprto vezje. Ko pa naboj v oblaku spet postane visok, se tok skozi kanal obnovi, kar vodi do ponavljajočega se strelovoda. Zahvaljujoč temu načelu bodo strele večkrat udarile po istem območju.
Scholten je odkritje komentiral takole: "VHF sevanje vzdolž pozitivnega kanala povzroča redno ponavljanje izpustov vzdolž predhodno oblikovanih stranskih kanalov, igel. Zdi se, da te igle impulzivno izčrpavajo naboje. " "To je popolnoma nov pojav," doda profesor Joe Dwyer z Univerze v New Hampshireu (ZDA), tretji avtor članka. "Naše nove metode nadzora zajamejo ogromno število igel v streli, ki jih še nismo videli." In Brian Hare zaključi: "Zahvaljujoč tem opazovanjem vidimo, da se del oblaka napolni. Lahko razumete, zakaj se strela v tla ponavlja večkrat."
Tatjana Andreeva