Badacze mierzyli spektrum światła emitowanego przez rzadki i nieuchwytny piorun kulisty.

Piorun kulisty jest od wieków jednym z najbardziej zagadkowych fenomenów naturalnych, częściowo z powodu tego, że pojawia się bardzo rzadko, jest krótkotrwały i w związku z tym trudny do zbadania.

Ale dzięki szczęśliwemu zbiegowi okoliczności przy obserwacji pola podczas eksperymentów w badaniu zwykłego światła, naukowcom w Chinach udało się po raz pierwszy zmierzyć emisję spektrum pioruna kolistego. Dane sugerują, że świecąca kula złożona jest ze składników gleby, co jest zgodne z jedną z teorii powstawania tego pioruna. Piorun kulisty zazwyczaj pojawia się podczas burz z piorunami jako świecąca kula, o średnicy od piłki golfowej do kilkumetrowej, która unosi się w powietrzu od 1 do kilkunastu sekund. Jest wiele historycznych raportów o „kulach ognia” raniących i zabijających ludzi, czy podpalających budynki.

Było bardzo dużo różnych naukowych teorii, mniej lub bardziej prawdopodobnych. Świecące kule plazmy miały się tworzyć sztucznie podczas przechodzenia silnych mikrofal przez powietrze albo poprzez podwodne wyładowania elektryczne. Ale takie eksperymenty laboratoryjne nie mają żadnego związku z piorunami kulistymi w środowisku naturalnym.

Jedna z popularnych teorii zakłada, że piorun kulisty powstaje ponieważ piorun uderzający w ziemię zamienia w parę krzemiany zawarte w glebie. Węgiel w glebie pozbawia krzemiany tlenu podczas reakcji chemicznej, tworząc gaz naładowanych atomów krzemu. Atomy te wtedy formują nanocząsteczki lub włókna, które, nadal unosząc się w powietrzu, reagują z tlenem, uwalniają ciepło i emitują blask. Jeżeli faktycznie tak jest, powinno się dać zauważyć w spektrum linie emisji krzemu i innych składników gleby w spektrum.

I to właśnie Ping Yuan i jego współpracownicy z Northwest Normal University w Lanzhou w Chinach ogłosili. Ustawili oni spektrometry do badań zwykłego światła. Podczas jednej z burz z piorunami późno wieczorem w lipcu 2012 roku zobaczyli piorun kulisty, który pojawił się zaraz po tym jak piorun uderzył około 900 metrów od aparatury, dzięki czemu mogli nagrać spektrum i film przedstawiający piorun.

Zarejestrowany błysk miał około 5 metrów średnicy (rozmiar samej kuli był o wiele mniejszy) i zmienił kolor z białego na czerwonawy podczas sekundy i taki pozostał. Z powodu ciemności badacze nie mogli oszacować na jakiej wysokości była kula, widzieli jednak, że dryfowała poziomo przez około 10 metrów i podniosła się o około 3 metry. Yuan powiedział, że jest to pierwszy raz kiedy obserwowano piorun kulisty stworzony z uderzenia pioruna z chmury w ziemię.

Spektrum światła pioruna kulistego

Badacze stwierdzili, że spektrum zawierało kilka linii emisji z krzemu, żelaza i wapnia- wszystkich składników występujących obficie w glebie. Oczekiwano także obecności glinu, którego jest dużo w glebie. Badacze nie byli w stanie tego potwierdzić, ponieważ nie ma linii emisji neutralnych atomów glinu w zakresie spektrum instrumentu (długości fal od 400 do 1000 nanometrów). Zespół użył również nagrania wideo do określenia zmian intensywności światła i widocznej średnicy w czasie( w milisekundach).

 

Źródło: http://physics.aps.org
Tłumaczenie: nikt11 – Forum

Polecane: