I grandi temporali creano una sorprendente quantità di radiazioni, la scoperta

È stata completata una ricerca a dir poco affascinante, portata avanti da un team di scienziati della University of Bergen, in Norvegia, al fine di ottenere una precisa caratterizzazione delle tempeste tropicali. Il tutto condotto grazie alla collaborazione tra differenti istituti, tra i quali l’Astrophysics and Space Science Observatory. Per riuscirci è stato sfruttato un aereo spia della Nasa, che è letteralmente volato sopra le nuvole.

Una nuova ricerca sui temporali

I risultati della ricerca sono stati straordinari e pubblicati su Nature, confermando che nel corso dei temporali vengono prodotti dei raggi gamma. Si tratta di un tipo di radiazione elettromagnetica ad altissima energia. Qualcosa che il mondo scientifico sapeva già, ma ora si hanno considerevoli dettagli in più. Soprattutto si spiegano la natura e le caratteristiche di questi raggi. Il tutto posto in relazione con la genesi dei fulmini, che fino a oggi era relativamente poco nota.

Questo tipo di ricerca affonda le radici negli anni ’90. I satelliti costruiti dalla Nasa venivano sfruttati per individuare particelle a elevata energia, provenienti dalle supernove. Si scoprirono invece delle radiazioni gamma provenienti dalla Terra.

Poco tempo dopo si è compreso che i responsabili di tale processo erano proprio i temporali. Le caratteristiche precise del fenomeno, però, non erano ancora state indagate in maniera approfondita.

Ecco le parole del primo autore di uno dei lavori, Martino Marisaldi (co-autore dell’altro): “Il mio gruppo di ricerca di Bergen si occupa di emissioni di alta energia da nubi temporalesche da oltre 20 anni. Fino a questo momento le informazioni in nostro possesso si dovevano quasi esclusivamente alle osservazioni da satelliti dedicati all’astrofisica delle alte energie, combinate con osservazioni dalla Terra. Ci siamo però resi conto che per approfondire il tema era necessario andare più vicini”.

Ecco cosa ha spinto la comunità scientifica a sfruttare un aereo della Nasa, capace di volare a 20 km di quota, circa. Sono state esaminate le nubi nel corso di un temporale. È stato così scoperto che la radiazione gamma generata nel corso dei temporali tropicali è molto più comune di quanto si pensasse, e anche eterogenea. C’è però ancora tanta fisica da scoprire in merito.

La nascita di un fulmine

I “blocchi di base” della fisica della generazione di raggi gamma nel corso di temporali sono alquanto noti. Differenti fenomeni vengono coinvolti. Quando si verifica la separazione tra le cariche nelle nuvole, si genera un campo elettrico che porta alla formazione di fotoni a elevata energia, così come all’accelerazione degli elettroni.

Questo campo elettrico, da solo, non basterebbe però a generare lampi gamma. Entra in gioco un altro meccanismo, relativistic runaway avalanche, che vede gli elettroni accelerati “a valanga”, così come altri fenomeni.

Tutti questi elementi sono alquanto noti, da soli, mentre il quadro generale non è ancora ben compreso. Di fatto abbiamo le nuvole che giocano il ruolo di potenti acceleratori di particelle. Sono però infinitamente più grandi e potenti di quelli che si trovano sulla Terra. Sono stati effettuati ben 10 voli su grandi nubi temporalesche nel sud della Florida. Gli scienziati sono stati in grado di osservare più di 130 eventi di emissione di lampi gamma.

Evidenziata la produzione di differenti tipi di raggi gamma, con svariata durata e intensità, è stato dimostrato come si tratti di elementi intrinseci dei temporali. Hanno però una peculiare variabilità mai osservata prima. Ciò ha posto un fenomeno parzialmente noto in una nuova luce.

“La dinamica delle nubi temporalesche con emissione di lampi gamma contraddice nettamente quello che si pensava finora, ossia che si trattasse di emissioni quasi ‘stazionarie’. Abbiamo osservato che le nuvole sono invece simili a delle pentole colme d’acqua bollente”.

La produzione di alcuni lampi gamma osservati sembra connessa inoltre alla nascita dei fulmini. L’ipotesi di un eventuale nesso causale tra i due eventi è però al momento ancora soltanto una congettura.