Hurikán Patricia se blíží k západnímu Mexiku. Kredit: MODIS / NASA’s Terra.

Hurikán Patricia z roku 2015 patřil k nejvíce intenzivním tropickým cyklónám, jaké jsme kdy naměřili. Přesto si lidé americké NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) troufli na to, aby do Patricie vletěli letadlem. Pár let zpracovávali data a nedávno oznámili, že tehdy detekovali svazek antihmoty, který se odpálil směrem k zemskému povrchu. Doprovázely ho přitom záblesky gama a rentgenového záření.

Takzvané pozemní gama záblesky (TGF, z anglického terrestrial gamma-ray flashes) známe už od roku 1994. Tehdy si vesmírné observatoře pozorující gama záblesky z hlubokého vesmíru všimly, že gama signály přilétají i ze Země. Postupem času jsme tyto záblesky spojili s bouřkami a ukázalo se, že jde vlastně o běžnou součást úderů blesků.

Lovci hurikánů NOAA. Do Patricie vletěl vrtulový Hurricane Hunter WP-3D Orion. Kredit: NOAA.

Detaily tohoto podivuhodného mechanismu stále ještě neznáme. Princip ale spočívá v tom, že silná elektrická pole v bouřích mohou urychlit elektrony, až na dohled rychlosti světla. Takto urychlené vysokoenergetické elektrony interagují s okolními atomy vzduchu a urychlují tím i jejich elektrony. Tímto způsobem rychle vznikne celá záplava relativistických elektronů.

Při takových kolizích urychlených elektronů vznikají i nepatrné gama záblesky. Když se jich sejde větší množství najednou, tak se vytvoří jasný pozemní gama záblesk. A dochází přitom i ke vzniku antihmoty. Když se paprsky gama záření srazí s jádry atomů ve vzduchu, tak se objeví elektron v páru s jeho antihmotovým protějškem, tedy pozitronem.

Detektor ADELE mark II. Kredit: Greg Bowers.

Stopy antihmoty jsme v bouřích vídali už dříve. Ale jev, při němž svazky pozitronů vystřelí směrem k Zemi, takzvané reverzní paprsky pozitronů (anglicky reverse positron beams), vědci doposud jenom teoreticky předpověděli. Odvážný let letounu NOAA, který nese příznačné jméno Hurricane Hunter, do útrob děsivého hurikánu Patricia v roce 2015 ale všechno změnil.

Na palubě Lovce hurikánů bylo zařízení ADELE (Airborne Detector for Energetic Lightning Emissions), jehož účelem je měřit paprsky gama záření a rentgenového záření, které vznikají při pozemních gama záblescích TGF. Když vědci prolétávali stěnou oka hurikánu, tedy tou nejšílenější smrští, co si lze u hurikánu vůbec představit, tak se jim povedlo zachytit známky přítomnosti svazku pozitronů, který byl vystřelen směrem k Zemi.

Podle Davida Smithe z týmu autorů studie jde o první reálné potvrzení teoretických předpovědí těchto svazků antihmoty. Vše nasvědčuje tomu, že svazky částic antihmoty v hurikánech skutečně vznikají a prorážejí atmosférou jako přízračná energetická kopí směrem dolů k povrchu Země.

V budoucnu prý nejspíš nebude nutné kvůli pozorování těchto jevů létat do oka hurikánu a riskovat tam holé životy. Detektor ADELE na palubě Lovce hurikánů zachytil svazky pozitronů ve výšce asi 2,5 kilometru a vědci odhadují, že by je ADELE mohl sledovat až do výšky 1,5 kilometru. To je ale přitom nadmořská výška, ve které leží například americký Denver, hlavní město státu Colorado. Takže po světě bude spousta vhodných míst, kam bude možné umístit detektory jako je ADELE a pak už jen čekat na správnou bouři.

Video:  Flying a plane into the hurricane Patricia


Video: NOAA Ocean Today video: 'The Hurricane Hunters'


Literatura
University of California Santa Cruz 21. 5. 2018, Journal of Geophysical Research: Atmospheres online 4. 5. 2018.