D. Lenz
Auswertungen eines Detektors für kosmische Strahlung in Indien hat eine enorme Spannung eines Gewitters von rund 1,3 Milliarden Volt detektiert. Damit liegt der neue Spitzenwert rund zehnmal höher als die höchste zuvor gemessene Gewitter-Spannung.
Ooty (Indien). Am 1. Dezember 2014 maßen die Detektoren für kosmische Strahlung im südindischen Ooty im Bundesstaat Tamil Nadu ein Gewitter mit einer Rekord-Spannung von 1,3 Milliarden Volt. Der bisherige Rekord stammt aus den 1990er Jahren, betrug lediglich 130 Millionen Volt und wurde damals von einem Wetterballon während eines Gewitters in New Mexico aufgezeichnet. Wie die indischen und japanischen Forscher in Fachjournal Physical Review Letters nun berichten, liefert die neue Rekord-Spannung eine Erklärung, warum bei manchen Gewittern Gamma-Strahlung in der Atmosphäre entsteht.
Die Messdaten stammen von dem Detektor GRAPES-3, der eigentlich die kosmische Strahlung auf der Erde untersuchen soll. Er besteht aus 400 sogenannten Szintillatoren die auf einer Fläche von 25.000 Quadratmetern verteilt aufgestellt sind. Die Szintillatoren sind in der Lage geladene kosmische Teilchen wie beispielsweise Myonen nachzuweisen. Trifft ein Myon auf einen Szintillator, so erzeigt dieser kleine Lichtblitze durch Lumineszenz. Die Intensität der Lichtblitze verrät den Forschern etwas über die Energie der Myonen.
Den Wissenschaftlern, die am GRAPES-3 Detektor arbeiten, sind bereits häufiger erhöhte Energiewerte von Myonen während eines Gewitters aufgefallen. Dies veranlasste sie die, die bereits aufgezeichneten Messwerte während zahlreicher vergangener Gewitter einmal genauer zu untersuchen.
Bei 184 Gewittern zwischen April 2011 und Dezember 2014 stießen sie auf ein Gewitter, dessen atmosphärische Spannung alle Rekorde brach: 1,3 Milliarden Volt entluden sich am 1. Dezember 2014 über den Detektoren – ein absoluter Rekord! „Das Gewitter speicherte die Energie von fast einer Billion Joule“, erzählt Sunil Gupta vom Cosmic Ray Laboratory in Ooty.
Einfach erklärt entsprach das besagte Gewitter einem riesigen, 400 Quadratkilometer großen Kondensator. Zwischen zwei Schichten in der Atmosphäre baute sich dann eine enorme elektrische Spannung auf. Dadurch wurden die geladenen Myonen in Richtung Erdoberfläche beschleunigt und trafen letztendlich die Detektoren von GRAPES-3. Die Wissenschaftler errechneten aus ihren Messwerten, dass das Gewitter eine Spannung von rund 1,3 Milliarden Volt besaß.
Die Wissenschaftler um Gupta zeigen damit, dass sich nicht nur Wetterballons, sondern auch Detektoren für kosmische Strahlung zur Analyse von Gewittern eignen. Wie die Forscher weiter erklären, könnte die enorme Spannung von 1,3 Milliarden Volt eine Erklärung für ein bisher ungeklärtes Phänomen liefern. So wird seit rund drei Jahrzehnten immer mal wieder bei Gewittern hochenergetische Gamma-Strahlung nachgewiesen. Eine Spannung von einigen hundert Millionen Volt reicht jedoch nicht für die Erzeugung von Gamma-Strahlung aus – Spannungen von mehr als einer Milliarde Volt hingegen schon.
