Untuk waktu yang lama, para ilmuwan tidak dapat menjelaskan mengapa petir menyambar tempat yang sama dua kali. Sekarang misteri ini telah terpecahkan. Sebuah tim peneliti internasional yang dipimpin oleh Universitas Groningen menggunakan teleskop radio LOFAR untuk mempelajari kilatan petir dengan sangat rinci. Pekerjaan mereka membuktikan bahwa muatan negatif di awan hujan tidak dilepaskan sekaligus. Mereka sebagian diawetkan. Proses ini terjadi di dalam struktur yang oleh para ilmuwan disebut jarum. Melalui mereka, muatan negatif dapat mengirimkan pelepasan kedua ke tanah. Hasilnya dipublikasikan pada 18 April di jurnal ilmiah Nature.
Jarum
"Penemuan ini sangat berbeda dari gambaran saat ini di mana muatan mengalir melalui saluran plasma langsung dari satu bagian awan ke bagian lain atau ke tanah," - jelas profesor fisika di Universitas Groningen.
Tidak mungkin melakukan penelitian seperti itu lebih awal, karena tidak ada peralatan yang diperlukan. Namun, berkat teleskop radio LOFAR terbaru, jarum dapat dideteksi serta ukurannya. Panjangnya 100 meter dan diameter 5 meter.
Low Frequency Array (LOFAR) diproduksi di Belanda. Terdiri dari beberapa ribu antena yang tersebar di seluruh Eropa Utara. Mereka terhubung ke komputer pusat menggunakan serat optik dan dapat bekerja sebagai satu kesatuan.
Video promosi:
Array Frekuensi Rendah dirancang untuk pengamatan astronomi radio, tetapi fungsinya memungkinkannya digunakan untuk mempelajari petir.
Di dalam awan
Untuk mengamati petir, para ilmuwan hanya menggunakan antena yang terletak di Belanda, yang luas totalnya adalah 3200 meter persegi. Data yang diperoleh dengan bantuan mereka membantu untuk melihat apa yang terjadi di dalam awan selama badai petir.
Petir terjadi ketika arus naik yang kuat menciptakan listrik statis khusus di awan besar, satu bagian bermuatan negatif dan yang lainnya bermuatan positif.
Ketika pembagian muatan ini mencapai tingkat tertentu, akan muncul pelepasan yang kuat, yang biasa disebut petir. Biasanya, ini dimulai di area kecil udara panas terionisasi, yang disebut plasma.
Bagian kecil ini diubah menjadi saluran plasma bercabang. Panjangnya bisa beberapa kilometer. Tip saluran positif mengumpulkan muatan negatif dari awan. Kemudian mereka melewati saluran ke ujung negatif dan muatan dilepaskan.
Algoritme baru
Para peneliti telah mengembangkan skema baru untuk menerima data dari teleskop radio LOFAR. Ini memungkinkan mereka untuk memvisualisasikan radiasi dari dua kilatan petir. Stempel waktu yang sangat akurat pada semua data dan susunan antena memungkinkan para ilmuwan mengidentifikasi sumber radiasi dengan resolusi tinggi.
"Dekat dengan zona pusat teleskop radio, di mana kepadatan antena paling tinggi, akurasi spasialnya sekitar satu meter," kata Profesor Scholten. Selain itu, data yang diperoleh mampu melokalisasi sumber VHF 10 kali lebih banyak daripada sistem pencitraan 3D lainnya, dengan resolusi waktu dalam kisaran nanodetik. Hal ini menghasilkan gambar 3D dengan resolusi tinggi dari sambaran petir.
Istirahat
Berkat penelitian, menjadi jelas mengapa ada celah pada saluran keluar di tempat jarum terbentuk. Kemungkinan besar, mereka melepaskan muatan negatif dari saluran utama, yang kemudian jatuh lagi ke dalam awan petir. Ternyata penurunan muatan di saluran memicu sirkuit terbuka. Tetapi ketika muatan di awan menjadi tinggi lagi, aliran melalui saluran dipulihkan, yang mengarah ke pelepasan petir berulang. Berkat prinsip inilah petir akan berulang kali menyambar area yang sama.
Scholten mengomentari penemuan tersebut sebagai berikut: “Radiasi VHF di sepanjang saluran positif disebabkan oleh pelepasan yang berulang secara teratur di sepanjang saluran samping yang terbentuk sebelumnya, jarum. Jarum ini tampaknya menghabiskan muatan dengan cara yang berdenyut. " “Ini adalah fenomena yang sama sekali baru,” tambah Profesor Joe Dwyer dari Universitas New Hampshire (AS), penulis ketiga artikel tersebut. "Metode pengawasan baru kami menangkap sejumlah besar jarum dalam petir yang tidak terlihat sebelumnya." Dan Brian Hare menyimpulkan: "Berkat pengamatan ini, kami melihat bahwa bagian dari awan tersebut terisi ulang, dan Anda dapat memahami mengapa sambaran petir ke tanah diulang beberapa kali."
Tatiana Andreeva
