خب بیا یکم از رعد و برق حرف بزنیم، همون پدیده‌ای که تو بچگی همیشه می‌ترسوندتمون و الانم وقتی وسط طوفانبازی میاد، هنوزم گاهی خیز برمی‌داریم سمت پنجره تا ببینیمش! ولی فکر کردی واقعاً این رعد و برق از کجا اینقد انرژی می‌گیره که یه‌دفعه آسمون‌زمین رو وصل کنه؟ قرن‌ها دانشمندها دنبال جوابش بودن که دقیقاً چطوری این جریان‌های وحشی راه می‌افتن. حالا یه تیم علمی با شبیه‌سازی‌های کامپیوتری جالب یه نتیجه خفن گرفته که بهمون سرنخ درست رو نشون میده.
طبق این تحقیق جدید که تو ژورنال معتبر Journal of Geophysical Research: Atmospheres چاپ شده، اصل داستان رعد و برق ممکنه ریشه تو فضا داشته باشه! یعنی چی؟ دانشمندها فهمیدن که زنجیره‌ای از واکنش‌ها که از خارج از کره زمین شروع میشه، می‌تونه سرآغاز جرقه‌های رعد و برق باشه.
داستان اصلی اینجاست: وقتی تو ابرهای طوفانی، اختلاف پتانسیل الکتریکی (یعنی مقدار برقی که قراره تخلیه شه) باشه، نیاز به کلی انرژی هست که هنوز کامل نمی‌دونستیم از کجا میاد. تا حالا دو نظریه اصلی بود:
یکی این که بر اثر اصطحکاک دونه‌های یخ توی ابر، الکترون‌ها (ذرات منفیِ برق) از اتم‌ها جدا میشن و جمع میشن تا دیگه به حدی برسن که اجازه بدن برق آزادانه به زمین برسه. حالا اتم یعنی همون جزء کوچولوی هر چیزی که ذره ذره‌ش رو ساخته! اما این مدل یه مشکل داشت. اندازه‌گیری‌هایی که با هواپیما و بادکنک‌های تحقیقاتی انجام دادن نشون داد که قدرت میدان الکتریکی تو ابرها حدوداً ده برابر کمتر از حدیه که باید باشه تا این رعد و برق عملاً اتفاق بیفته. یعنی چیز دیگه‌ای هم باید دخیل باشه!
اینجاست که نظریه دوم وارد میشه: نقش پرتوهای کیهانی! پرتو کیهانی یعنی ذرات فوق‌العاده پرانرژی که بیشترشون پروتونن (پروتون هم یکی از ذرات سازنده اتمه که بار مثبت داره) و از جاهایی مثل خورشید، انفجار ستاره‌ها (سوپرنوا)، یا حتی اجسام عجیب مثل ستاره نوترونی و شاید منابع دیگه‌ای که هنوز نمی‌شناسیم، به جو زمین می‌زنن. این ذرات که وارد اتمسفر میشن، می‌تونن زنجیره‌ای قوی از الکترون‌های گریزان (یعنی الکترون‌هایی که دیگه مثل یه توپ برفی، همین‌طور تعدادشون زیاد میشه) راه بندازن. این فرآیند همونیه که باعث میشه راستی‌راستی قدرت لازم برای جرقه‌ی رعد و برق ایجاد شه! شبیه همون دومینوی سرعتی، ولی با ذرات ریز انرژی‌دار.
توی این تحقیق، دانشمندها با مدل‌سازی کامپیوتری و ترکیب داده‌های زمین، ماهواره و هواپیمای جاسوسی (!!) نشون دادن که همین ذرات پرسرعت وقتی میان، به هوای توی ابر ضربه می‌زنن و الکترون‌های جدید درست می‌کنن. این الکترون‌ها به کمک خطوط میدان الکتریکی تو ابر راه میفتن و میکوبن به مولکول‌های هوا مثل نیتروژن و اکسیژن (اونا هم همون گازهای اصلی هوای ما هستن). اینطوری یهو می‌بینی یک بهمن الکترونی به راه میفته که اونقد انرژی داره که گاهی حتی فوتون‌های قوی مثل گاما (گاما یعنی فوتون‌هایی با انرژی خیلی بالا) یا اشعه X آزاد کنه.
جالبه بدونی دانشمندها قبلاً هم دیده بودن که درست قبل رعد و برق، تو آسمون انفجارهای کوتاه گاما یا اشعه X رخ میده. توی این مدل جدید دقیقاً توضیح داده شده چرا! طبق صحبتای پروفسور ویکتور پاسکو که رهبر تحقیقات بوده، شبیه‌سازی‌ها نشون دادن همین الکترون‌های شدیدالسرعت باعث آزادشدن اشعه‌ای میشن که بهش اثر فوتوالکتریک میگن (یعنی ذرات نور به هوا میخورن و الکترون آزاد میشه). این دوباره خودش باعث تقویت این بهمن الکترونی میشه. این چرخه وحشتناک سریع پیش میره و باعث میشه حتی از مناطقی جرقه‌های گاما ببینیم که با چشم معمولی هیچی توشون نمی‌بینیم، یا حتی رادیویی شناسایی‌شون نکنیم! (یعنی ساکت و خاموش به نظر میان.)
پس، خلاصه اینه: هر دفعه رعد و برق دیدی و صدای غرشش رو شنیدی، بدون که سفرش از اعماق فضا شروع شده، با برخورد ذرات کیهانی و یک زنجیره بزرگ الکترونی که درست سر موقع، جو زمین رو شوکه می‌کنه! علم همیشه شگفت‌انگیزه، نه؟ 😁
منبع: +
![This wider view of the Uranian system with Webb’s NIRCam instrument features the planet Uranus as well as six of its 27 known moons (most of which are too small and faint to be seen in this short exposure). A handful of background objects, including many galaxies, are also seen. [Image description: The planet Uranus is on a black background just left of centre. Just below the planet at the 7 o’clock position is a faint blue point labeled Puck. Brighter blue points at 8 o’clock, 5 o’clock, and 3 o’clock are labeled Ariel, Miranda, and Umbriel, respectively. Two additional blue points at 7 o’clock and 5 o’clock are labeled Titania and Oberon]](https://x-madani.com/wp-content/uploads/elementor/thumbs/unnamed-file-880-r975qkv7wrz9nm3ywehidj4gf2l323wyzuau1n9rd0.jpg "Wider view of the Uranian system")
