Олар басқа найзағайлардан 1000 есе күшті және жарық. Ұзақ ізденістен соң ғалымдар осынау қуатты жарқылдың себебін анықтады.
ФОТО: ДАРРИН ЗАММИТ ЛУПИ, REUTERS/REDUX
Жай отының аспанды қақ айырардай жаңғырығы мен жарқылының жұмбағы ғылыми сұрақтар тудырғалы қашан. Әлі де көп сауал жауапсыз қалып келеді. Дегенмен жуырда планетадағы ең жарық және қуатты найзағай қалай туады деген табиғаттағы өте маңызды жұмбақтың шешімі табылды.
Найзағай соққысының орташа күші орта есеппен 1000-нан 5000 мегаджоулға дейін, яғни 60 ватты шамды алты айдан астам қосып қоюға жеткілікті энергияға тең. Суперболт термині 1977 жылы кәдімгі электр жарығымен салыстырғанда аспаннан 1000 есе күшті қуатпен түсетін жарқыл өлшемін есептеу үшін ойлап табылды. Бұл өлшем найзағай күшінің тек азғантай бөлігі туралы ғана ақпарат береді. Осының өзі ғылымға табиғаттың тылсым құбылысын зерттеуге берілген үлкен мүмкіндік.
Жаңа зерттеу жұмыстарының нәтижесінде ғалымдар найзағай түзілетін бұлттар жерге жақын болған сайын энергия қуаты күрт ұлғаятынын анықтады.
«Біз осы корреляцияны көргенде қатты таңғалдық. Қандай үлкен деп ойладық, – дейді Иерусалимдегі еврей университетінің физигі әрі зерттеудің жетекші авторы Авихай Эфраим. – Осындай жаңалық ашу қуанышына бөлену – әр ғалымның арманы».
Температуралар диапазоны кең әрі биіктігі 11 мильге дейін жететін найзағайлы бұлттар ішінде күшті өрлемелі және бәсеңдемелі ағындар мұз бен судың соқтығысуына әкеліп, оның бір бөлігін оң, ал екінші бөлігін теріс өріспен толтырады. Осыдан келіп бұлт ішінде өріс аумағы аталатын электрлі алаң түзіледі.
«Найзағай пайда болуы үшін мұз қажет, – дейді Эфраим. – Ал мұз Цельсий бойынша нөлден төмен температурада, нөлдік изотермде, яғни өріс аумағының ең төменгі шегінде ғана болады. Осы аумақтың ішіндегі бір бөлікте найзағай тұтанады. Осы аумақ пен мұхиттың, не үстірттің арасы неғұрлым жақын болса, энергия ауқымы соғұрлым жоғары бола түседі».
ФОТО: МАТКО БЕГОВИЧ, PIXSELL/XINHUA/GETTY IMAGES
Найзағайды жіліктеу
Эфраим тобы жүргізген зерттеу суперболттарға көбінесе Жерорта теңізі, Атлант мұхитының солтүстік-шығыс бөлігі мен жер жүзіндегі ең биік үстірт- Боливия мен Перудегі Альтиплано маңайында шоғырлану тән екенін көрсетіп берген 2019 жылғы ғылыми зерттеуге сүйенеді.
«Біз бұл аймақтарда не болуы мүмкін? Неге басқа аймақтарда емес?» деген сұрақ төңірегінде ойлана бастадық», – дейді Эфраим.
Бұл сауалдың жауабын табу үшін зерттеушілер 2010-2018 жылдар аралығында болған жекелеген найзағай ұшқындарының нақты уақыты, орыны мен қуатын анықтаған радиотолқынды детектордың деректерін жинап, сараптама жасады. Бұдан соң ғылыми топ құрлық пен су бетінің, бұған қоса заряд аумағының биіктігі, бұлттардың төменгі және жоғарғы шегіндегі температура, сондай-ақ аэрозоль концентрациясы туралы деректерді найзағайлы дауылға қатысты маңызды жайттарды анықтауға қолданды.
Эфраим бұған дейін аэрозолдар найзағай ұшқынын күшейту арқылы суперболттардың түзілуіне әсер етеді деп ойлап келген. Осы зерттеуде аэрозолдар найзағай соққысының жилігіне ықпал етсе де суперболттың қуатына әсер ете алмайтынына көз жеткізді. Найзағайдың қуат күшіне бұлттардағы өріс аумағы мен жер бетінің арақашықтығы көбірек ықпал еткен сыңайлы.
«Суперболттар саласындағы кез келген жаңалық маңызды. Өйткені олар тым сирек әрі бақылау да өте қиын», – дейді Лос-Аламос ұлттық зертханасының атмосфера ғалымы Майкл Петерсон. Айта кетерлігі, ол бұл зерттеуге қатыспаған.
Петерсон найзағайлы бұлт пен жер арасы жақын болған сайын жай отының күші әсіресе Анд аймағында артатынын пайымдауға салмақты негіз бар болғанымен, құбылысты сипаттайтын механизм модельдеуге сүйенетінін айтады. Оның айтуынша, жасын жарқылы кезіндегі ұсақ құбылыстарды метереологиялық радар мен басқа да оптикалық құрылғылар көмегінсіз талдау өте қиын.
«Бұл өте күрделі құбылыстардың бірі, себебі суперболттар сирек, жылына бірнеше рет қана болады. Ал мұхиттағы найзағайлы дауылдарға келсек, мен мұнда корреляция мәселесі немесе салдар мен себеп байланысы барын көріп тұрмын, – дейді Петерсон. – Бізде суперболттардың қалай пайда болатыны туралы базалық дерек жоқтың қасы. Мына зерттеу осы кемдіктің орнын толтырады деп үміттенемін».
Жасынның болашағын зерттейміз
Авихай Эфраим суперболттардың пайда болу себебін білу олардың қоғамға қалай әсер ететінін анықтауда маңызды деп атап айтты.
«Суперболттардың инфрақұрлым нысандарына, мәселен, жел турбиналары, ұшақтар, кемелер сынды біз қолданатын нәрселерге түсу қаупі бар, – дейді ол. – Аталған заттар қарапайым найзағай жарқылына төтеп береді, бірақ суперболттар балқытып жіберуі немесе айтарлықтай зақым келтіруі мүмкін».
Эфраимның айтуынша, жаһандық жылыну суперболттардың белсенділігіне қалай әсер ететіні зерттелмеген, бірақ болашақта нысанаға алынуы ықтимал. Ғалым ғаламшардағы ыстықтан атмосферадағы ылғал деңгейі жоғарылаған сайын өріс аумағы да биікте құралып, бұл суперболттардың жиілігін азайтады деген ойда. Немесе керісінше, желдер мен реактивті ағыстардың климат тудырған өзгерісі суық ауаның экваторда төмендеуіне әсер етеді. Ал суық ауа мұнда жылы ылғалды ауамен соқтығысып, суперболттардың көбеюіне ықпал етуі мүмкін.
«Әзірге нақты білмеген соң, қайсысы қайсысына әсер ететінін тап баса алмаймыз. Дегенмен модельдеуге болады, – дейді Эфраим. – Менің ойымша, біздің зерттеуіміздің нәтижесі осы: біз табиғат шытырманының үлкен бір ұшығын таптық. Енді оны тарқата отырып, жаһандық модельдеуге қолдануға болады».