Menggunakan pesawat mata-mata dari masa Perang Dingin, peneliti mengamati badai petir. Hasilnya, mereka temukan hal yang tak terduga.
ngarahNyaho - Pada tahun 1990-an, satelit NASA yang dirancang untuk mendeteksi partikel berenergi tinggi dari peristiwa langit seperti supernova menghasilkan penemuan yang tidak terduga.
Satelit itu mendapati semburan radiasi gamma berenergi tinggi yang berasal dari badai petir di Bumi.
Para peneliti dengan cepat menghubungkan semburan sinar gamma ini dengan badai petir, namun muncul pertanyaan apakah ini adalah fenomena umum.
Satelit tidak dioptimalkan untuk melacak radiasi gamma dari Bumi, dan satelit harus berada di tempat dan waktu yang tepat untuk mengabadikan peristiwa tersebut.
Kini, sekelompok ilmuwan bisa mendapatkan gambaran yang lebih jelas. Dengan menggunakan kembali pesawat mata-mata NASA U2 untuk terbang di atas badai petir, tim tersebut membuat beberapa penemuan mengejutkan.
Dalam dua makalah yang diterbitkan di jurnal Nature, para ahli mengungkapkan bahwa badai petir menghasilkan radiasi gamma jauh lebih sering daripada yang diperkirakan sebelumnya.
Selain itu, dinamika kompleks yang mendorong partikel radioaktif ini telah membuka banyak misteri baru.
“Ada jauh lebih banyak hal yang terjadi dalam badai petir daripada yang pernah kita bayangkan,” kata rekan penulis Steve Cummer, seorang profesor teknik di Duke University.
“Ternyata, pada dasarnya semua badai petir besar menghasilkan sinar gamma sepanjang hari dalam berbagai bentuk.”
Sekilas tentang badai petir
Saat badai petir terjadi, arus udara yang meningkat dan partikel yang berputar-putar seperti tetesan air, hujan es, dan es menciptakan muatan listrik.
Muatan-muatan ini terpisah, muatan positif naik ke atas badai dan muatan negatif tenggelam ke bawah, membentuk medan listrik yang cukup kuat untuk setara dengan 100 juta baterai AA yang ditumpuk menjadi satu.
Jika partikel bermuatan seperti elektron berada dalam medan listrik ini, partikel tersebut akan mengalami percepatan.
Begitu mereka menabrak molekul udara dengan kecepatan tinggi, mereka melepaskan lebih banyak elektron, menciptakan reaksi berantai yang pada akhirnya mengarah pada reaksi nuklir.
Hal ini menghasilkan kilatan sinar gamma, antimateri, dan bentuk radiasi lainnya.
Pesawat terbang yang terbang di dekat badai petir telah mendeteksi pancaran radiasi gamma samar dari awan.
Energi itu cukup kuat untuk menghasilkan sinar gamma namun tidak memiliki ledakan eksplosif yang terlihat pada peristiwa gamma yang lebih intens. Seperti panci yang mendidih, menghasilkan radiasi gamma tanpa ledakan penuh.
Untuk memecahkan misteri ini, tim peneliti menggunakan Pesawat Sains Lintas Udara Ketinggian Tinggi NASA ER-2, sebuah pesawat mata-mata U2 yang dipasang kembali.
Pesawat peninggalan Perang Dingin ini terbang dua kali lebih tinggi dari jet komersial dan sekitar tiga mil di atas kebanyakan badai petir. Kecepatannya memungkinkan para peneliti menentukan badai yang paling menjanjikan untuk dipelajari.
“Pesawat ER-2 akan menjadi platform pengamatan terbaik untuk sinar gamma dari awan petir,” kata Nikolai Østgaard, profesor fisika luar angkasa di Universitas Bergen di Norwegia dan peneliti utama proyek tersebut.
“Dengan terbang sejauh 20 km [12,4 mil], kita dapat terbang langsung di atas puncak awan, sedekat mungkin dengan sumber sinar gamma.”
Selama sebulan penerbangan, ER-2 terbang di atas 10 badai tropis besar di selatan Florida, mendeteksi radiasi gamma di 9 badai tersebut. Radiasi tersebut datang dalam bentuk yang lebih dinamis dan bervariasi dari yang diperkirakan sebelumnya.
Badai tropis jauh lebih besar daripada badai di wilayah lintang lain, dan tim kini yakin bahwa lebih dari separuh badai petir tropis bersifat radioaktif, dengan radiasi gamma tingkat rendah yang membara seperti uap dari panci mendidih.
Efek mendidih ini dapat bertindak sebagai katup tekanan, melepaskan energi dari badai sebelum mencapai ledakan sinar gamma penuh.
Petir dapat memicu radiasi
Namun tim juga mengamati beberapa ledakan radiasi gamma yang intens dan singkat. Beberapa di antaranya cocok dengan jenis semburan yang pertama kali ditemukan oleh satelit NASA, yang terjadi bersamaan dengan pelepasan petir.
Hal ini menunjukkan bahwa petir meningkatkan elektron dalam badai, memicu reaksi nuklir yang melepaskan radiasi gamma. Namun, yang menarik adalah ada dua jenis ledakan gamma lainnya yang belum pernah terlihat sebelumnya.
Satu tipe berlangsung kurang dari seperseribu detik, sedangkan tipe lainnya terdiri dari serangkaian sekitar 10 ledakan, yang terjadi selama sepersepuluh detik.
“Dua bentuk baru radiasi gamma itulah yang menurut saya paling menarik,” kata Cummer. “Sepertinya hal ini tidak ada hubungannya dengan munculnya kilatan petir.”
“Mereka muncul secara spontan. Ada petunjuk dalam data bahwa hal ini mungkin terkait dengan proses yang memicu kilatan petir, yang masih menjadi misteri bagi para ilmuwan.”
Apakah badai petir ini berbahaya?
Bagi siapa pun yang khawatir tentang potensi bahaya radiasi gamma selama badai petir, Cummer memberikan sedikit kepastian.
Jumlah radiasi yang dihasilkan tidak cukup untuk menimbulkan bahaya bagi orang-orang di darat atau di pesawat, kecuali mereka berada sangat dekat dengan sumbernya.
“Radiasi tidak akan menjadi masalah Anda jika Anda berada di sana. Pesawat menghindari terbang di inti badai petir aktif karena turbulensi dan angin ekstrem,” kata Cummer.
“Bahkan dengan mengetahui apa yang kita ketahui sekarang, saya tidak lagi khawatir untuk terbang seperti dulu.” |
Sumber: Earth
Posting Komentar