Jakten etter høyenergi akseleratorer i tordenskyer

Jordiske gamma glimt (‘Terrestrial Gamma-ray Flashes’, kort sagt TGF) er veldig korte utbrudd av gammastråler med energier opptil 500 ganger den som brukes i røntgenundersøkelser av bryst. TGF-er er de mest energiske naturlige fenomen som oppstår på jorden, og blir dannet i tordenskyer, er forbundet med lyn, og finner sted tusenvis av ganger hver dag. De er så lyse og energiske at de kan observeres fra verdensrommet, av satellitter som flyr hundrevis av kilometer unna. Vi studerte TGF-er og prøvde å forstå innflytelsen av meteorologiske og geografiske forhold på deres egenskaper. Først designet vi en ny algoritme for å identifisere TGF-er i dataene til AGILE-satellitten, noe som resulterte i en katalog med rundt 3000 hendelser som er åpen for det vitenskapelige samfunnet. Dette er per dags dato det største datasettet av TGF-er observert i ekvatorialområdet. Varighet, intensitet og gjennomsnittlig energi endres ikke med årstidene, som viser at stormtype og meteorologi ikke påvirker TGF-egenskapene betydelig, i det minste ikke nær ekvator. Deretter undersøkte vi egenskapene til TGF-er observert over tempererte områder (over 38 og under -38 breddegrader), ved hjelp av data fra ASIM-instrumentet ombord den internasjonale romstasjonen. Dette var første gang TGF-er fra disse breddegradene har blitt observert og undersøkt. ASIM er det første romoppdraget spesielt dedikert til observasjon av TGF-er og en viktig norsk ressurs i verdensrommet. Vi viser at stormer i tempererte områder som produserer TGF-er er intense, men ikke ekstreme, og at antall observerte hendelser er kompatible med verdier som observeres ved ekvator, hvis man tar hensyn til forskjellen i produksjonshøyde og antallet lyn der. Dette er grunnleggende vitenskap, rettet mot å forstå et av de mest eksotiske atmosfæriske fenomenene, men likevel relatert til et av de mest gjennomgripende og velkjente fenomenet: lyn!

Personalia

Carolina Maiorana er stipendiat ved Institutt for fysikk og teknologi ved Universitetet i Bergen. Hun tok sin master i fysikk ved Universitetet i Torino, Italia. Hennes doktorgradsposisjon ble finansiert innenfor Marie Skłodowska-Curie International Training Network SAINT (‘Science and Innovation with Thunderstorms’) innenfor forskningsrammen Horizon 2020 i EU. Hennes arbeid ble utført i Birkeland Center for Space Science (BCSS), med sikte på forståelsen av koblingen mellom jord og rom.

e-mail: Carolina.maiorana@uib.no