Nghiên cứu khoa học mới đây đã làm sáng tỏ: Vì sao sét thường đánh 2 lần. Các chuyên gia Hà Lan đã sử dụng kính viễn vọng vô tuyến mới gọi là Mảng tần số thấp (LOFAR) để xem xét sét đánh thật chi tiết hơn bao giờ hết.

Khoa học giải thích: Vì sao sét đánh thường nháy lên 2 lần?(图1)

Hình vẽ mô phỏng sét đánh.

Kính viễn vọng đã giúp họ xác định các cấu trúc “kim” bên trong các luồng điện tích chảy bên trong khi sét đánh gây ra ánh sáng chói lòa.

Các điện tích còn lại không được giải phóng trong lần sét đánh đầu tiên, được lưu trữ trong các cấu trúc kim này và có thể được giải phóng trong lần sét đánh thứ hai.

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Groningen ở Hà Lan đã sử dụng LOFAR tạo thành bằng hàng ngàn ăng ten trải khắp Bắc Âu, để thực hiện nghiên cứu về sét đánh.

Ăng-ten của LOFAR được kết nối với máy tính trung tâm thông qua cáp quang, có nghĩa là nó hoạt động như một thực thể duy nhất.

Khoa học giải thích: Vì sao sét đánh thường nháy lên 2 lần?(图2)

Quan sát tia chớp bằng kính viễn vọng.

Kính thiên văn được phát triển chủ yếu cho quan sát thiên văn vô tuyến. Nhưng dải tần số cũng phù hợp cho nghiên cứu sét. Sự phóng điện tạo ra các vụ nổ trong băng tần vô tuyến VHF (tần số rất cao).

Giáo sư vật lý Olaf Scholten nói: Phát hiện này trái ngược hoàn toàn với hiểu biết hiện tại, trong đó điện tích chảy dọc theo các luồng plasma trực tiếp từ đám mây này sang đám mây khác hoặc xuống mặt đất.

Sét đánh xảy ra khi các luồng gió mạnh lên cao trong không khí tạo ra tĩnh điện trong các đám mây lớn và dày đặc. Đám mây trở thành tích điện dương và đám mây khác mang tích điện âm.

Khi sự phân tách điện tích này đủ lớn thì sẽ phóng điện dữ dội - được gọi là sét. Một tia sét không thể phóng ra tất cả electron tích điện chạy qua các luồng phát sáng trong một lần. Một số electron tích điện vẫn còn bên trong cấu trúc mà các nhà khoa học gọi là “kim”.

Tiến sĩ Brian Hare, thành viên phòng thí nghiệm của Giáo sư Scholten, nói thêm: “Những chiếc kim này có thể có chiều dài 100m và đường kính dưới 5m – có vẻ quá nhỏ và tồn tại quá ngắn để hệ thống coi là lần sét đánh kế tiếp.”

“Những dữ liệu này cho phép chúng tôi phát hiện quy mô lan truyền của sét. Lần đầu tiên, chúng tôi có thể phân biệt quy trình sét đánh chính”.

“Hơn nữa, việc sử dụng sóng radio cho phép chúng tôi nhìn vào bên trong sét - nơi các tia sáng cư ngụ.”

Lượng lớn sóng VHF thoát ở đầu luồng điện tích âm. Luồng điện tích dương chạy dọc, không có trên đầu.

Các nhà khoa học đã phát triển một thuật toán mới cho dữ liệu LOFAR, cho phép họ hình dung được phát xạ vô tuyến VHF từ hai tia chớp.

Mảng ăng ten và dấu thời gian chính xác trên tất cả các dữ liệu cho phép xác định các nguồn phát xạ với độ phân giải chưa từng có.

Giáo sư Scholten nói: “Gần khu vực lõi của LOFAR có mật độ ăng-ten dày nhất thì độ chính xác không gian là khoảng 1m.”

Hơn nữa, dữ liệu thu được có khả năng khoanh vùng nguồn VHF lớn gấp 10 lần so với các hệ thống hình ảnh ba chiều khác, với độ phân giải tạm thời trong phạm vi nano giây, cho ra hình ảnh 3D tia sét độ phân giải cao.

Giáo sư Scholten: “Phát xạ VHF dọc theo luồng điện tích dương là do phóng điện lặp đi lặp lại thường xuyên dọc theo các luồng hình thành trước đó, chính là những cái kim. Kim xuất hiện để tiêu hao điện tích theo xung nhịp”.

Nguồn bài và ảnh: Daily Mail

Bình luận