توفر الميونات من الأشعة الكونية مظهرًا جديدًا داخل الأعاصير


توفر الجسيمات المتساقطة من الفضاء مناظر ثلاثية الأبعاد داخل دوامات العواصف الاستوائية.

تشكلت الميونات من الأشعة الكونية التي تصطدم بالغلاف الجوي العلوي للأرض كشف العمل الداخلي للأعاصير فوق اليابان ، أفاد باحثون في 6 أكتوبر التقارير العلمية. يقول الباحثون إن نهج التصوير الجديد يمكن أن يؤدي إلى فهم أفضل للعواصف ، ويقدم أداة أخرى لمساعدة علماء الأرصاد الجوية على التنبؤ بالطقس.

“الأشعة الكونية هي موارد طبيعية مستدامة يمكن استخدامها في كل مكان على هذا الكوكب لمدة 24 ساعة [a day]”، كما يقول عالم الجيوفيزياء هيرويوكي تاناكا من جامعة طوكيو ، لذا فإن الأمر يتعلق فقط بالاستفادة منها.

تقدم الميونات لمحة عن داخل العواصف لأن التغيرات في ضغط الهواء وكثافته تغير عدد الجسيمات التي تجعله يمر عبر العاصفة. من خلال حساب عدد الميونات التي وصلت إلى كاشف على الأرض في كاجوشيما باليابان مع مرور الأعاصير ، أنتج تاناكا وزملاؤه خرائط تقريبية ثلاثية الأبعاد لكثافة الهواء داخل العواصف. أعطى هذا النهج الفريق نظرة من الداخل على مناطق الضغط المنخفض في مراكز أنظمة العاصفة الدوارة.

الميونات ، التي تشبه الإلكترونات ولكنها أكبر بنحو 200 مرة ، يمكن أن تشتت الجزيئات في الهواء. كما أنها غير مستقرة ، مما يعني أنها تنقسم إلى إلكترونات وجزيئات أخرى تسمى النيوترينوات مع إعطاء الوقت الكافي. مع زيادة ضغط الهواء ، تزداد كثافته. وهذا بدوره يزيد من فرص اصطدام الميون المولود من شعاع كوني بعيدًا عن مساره في طريقه نحو كاشف أو أن يتباطأ بدرجة كافية بحيث ينهار قبل أن يصل إلى الغلاف الجوي.

يقول تاناكا وزملاؤه إنه مقابل كل زيادة بنسبة 1 في المائة في ضغط الهواء ، فإن عدد الميونات التي تنجو من المرور من الغلاف الجوي العلوي إلى الأرض يتناقص بنحو 2 في المائة.

رسم توضيحي للضغوط داخل العاصفة ، مع وجود مناطق الضغط المنخفض في وسط العاصفة وقسم أغمق على اليسار والذي كان خارج زاوية رؤية كاشف الميون
يمر عدد أقل من الميونات عبر الأجزاء عالية الضغط عند حواف الإعصار الحلزوني (الأصفر والأخضر في هذا الميوجراف) مقارنةً بمناطق الضغط المنخفض في المركز (الأحمر) ، مما يوفر خريطة للظروف داخل العاصفة (مخطط مصور ). كان الجزء المظلمة خارج زاوية رؤية كاشف الميون.© 2022 HKM تاناكا

سبق أن استخدم تاناكا الميونات من الأشعة الكونية إلى انظر داخل البراكين، ويشتبه في أن آخرين استخدموا الجسيمات لدراسة الطقس (SN: 4/22/22). ولكن ، كما يقول ، يبدو أن هذه هي المرة الأولى التي يقوم فيها أي شخص بإجراء مسح ثلاثي الأبعاد بالميون لداخل العاصفة.

يقول عالم الأرصاد فرانك ماركس من مختبر المحيط الأطلسي والأرصاد الجوية التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي في ميامي ، والذي لم يشارك في البحث: “إنه نهج مثير للاهتمام”.

لا يتوقع أن يحل التصوير بالميون محل قياسات الأرصاد الجوية التقليدية ، لكنه أداة أخرى يمكن للعلماء استخدامها. “[It] ستكون مكملة لتقنياتنا الحالية لتوفير رسم خرائط ثلاثي الأبعاد للعواصف مع أنظمة المراقبة التقليدية الأخرى ، مثل الأقمار الصناعية والرادار “.



المصدر