Gammablitze entstehen normalerweise im Weltall, etwa wenn ein Stern explodiert. Ein solcher Gammablitz setzt in Sekunden mehr Energie frei als die Sonne während ihrer gesamten Lebensdauer. Gammablitze – wenn auch viel weniger energiereiche – gibt es auch auf der Erde. Forscher aus Japan haben nach eigenen Angaben erstmals einen solchen beobachtet.
Terrestrische Gammablitze (terrestrial gamma-ray flash, TGF) sind Ausbrüche von energiereicher Gammastrahlung in der Erdatmosphäre. Sie wurden erstmals Mitte der 1990er Jahr von einer Raumsonde in der Erdumlaufbahn entdeckt. 30 Jahre später haben Forscher der Universität in Osaka in Japan einen TGF beobachtet und seine Entstehung in der Fachzeitschrift Science Advances beschrieben.
Das Team um Yuuki Wada hat einen Aufbau mit unterschiedlichen Sensoren an zwei Fernsehtürmen in Kanazawa errichtet, um TGFs zu beobachten. Die Sensoren können ein breites Strahlungsspektrum detektieren, von Radiowellen über sichtbares Licht bis zu Gammastrahlung.
Am 30. Januar erfassten die Sensoren einen Blitzeinschlag in einem der Türme. Bei einem Blitzeinschlag entstehen zwei Entladungspfade: ein negativ geladener von der Wolke Richtung Boden und ein positiv geladener vom Boden nach oben. Wenn sie sich treffen, kommt es zur Entladung.
Der Gammablitz dauerte 20 Mikrosekunden
Bei diesem bestimmten Blitz fand die Entladung, die eine Stromstärke von 56 Kiloampere hatte, in einem knappen Kilometer Höhe statt. Der Gammablitze entstand Bruchteile, bevor sich die Entladungspfade trafen: 31 Mikrosekunden davor erfassten die Sensoren die erste Gammastrahlung. Der gesamte TGF dauerte etwa 20 Mikrosekunden.
„Die hier durchgeführten Multisensor-Beobachtungen sind eine Weltpremiere“, sagte Seniorautor Harufumi Tsuchiya. „Obwohl einige Geheimnisse bleiben, hat uns diese Technik dem Verständnis des Mechanismus dieser faszinierenden Strahlungsausbrüche näher gebracht.“ Sie liefern wichtige Hinweise, wie Blitze genügend Energie erzeugen, dass Gammastrahlen entstehen können.
Die ersten TGFs wurden aus dem Weltall beobachtet, da Satelliten ein großes Areal überblicken und Gammastrahlung nicht absorbiert wird. Allerdings sind diese Beobachtungen ungenau. Im vergangenen Jahr erschienen zwei Aufsätze in der Fachzeitschrift Nature – hier und hier –, in denen die Autoren Gammablitze in tropischen Gewittern beschrieben. Die Beobachtungen hatten sie aus einem umgebauten Spionageflugzeug gemacht, mit dem sie in die Gewittersysteme hineinflogen.
„Die jüngsten Nature-Artikel basieren auf Beobachtungen aus der Luft“, sagte Hauptautor Wada dem US-Onlinemagazin Gizmodo. „Sie sind auch sehr interessant, aber bodengestützte Beobachtungen können viel kostengünstiger durchgeführt werden.“
(wpl)
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