Giải mã tia sét phản lực khổng lồ bắn lên không gian

Hiện tượng này được gọi là phản lực khổng lồ. Đây là loại sét hiếm nhất và mạnh nhất, xuất hiện ít nhất 1.000 lần một năm và phát ra năng lượng gấp 50 lần so với một tia sét thông thường và hiện tại, các nhà khoa học vừa phát hiện ra tia chớp khổng lồ mạnh nhất.

Trong một nghiên cứu được công bố ngày 3/8 trên tạp chí Science Advances, các nhà nghiên cứu đã phân tích, tia sét phản lực khổng lồ bắn ra khỏi một đám mây ở bang Oklahoma, Mỹ vào năm 2018.

Bằng cách nghiên cứu sự phát xạ sóng vô tuyến của tia sét phản lực sử dụng dữ liệu vệ tinh và radar, nhóm nghiên cứu biết được rằng, tia sét này đã di chuyển khoảng 300 coulombs từ đỉnh đám mây tới tầng điện ly thấp hơn - lớp các hạt tích điện ngăn cách tầng khí quyển trên của Trái đất với chân không của không gian - hoặc gần gấp 60 lần sản lượng 5 coulomb của một tia sét điển hình.

Các nhà nghiên cứu viết trong nghiên cứu: "Sự chuyển giao điện tích gần gấp đôi mức lớn nhất trước đây của một tia sét phản lực khổng lồ và có thể so sánh với mức lớn nhất từng được ghi nhận đối với các hành trình từ đám mây đến mặt đất".

Việc thu thập dữ liệu chi tiết như vậy về luồng sét lớn đòi hỏi một sự may mắn lớn. Một nhà khoa học có trụ sở tại Hawley, Texas đã quay may mắn quay được phim tia sét phản lực bằng máy ảnh ánh sáng yếu vào ngày 14/5 năm 2018, theo dõi sự phóng điện khổng lồ bắn ra khỏi đỉnh mây trước khi kết nối với các hạt tích điện trong tầng điện ly, cách đó khoảng 96 km trên mặt đất.

Các nhà khoa học phân tích đoạn phim đã phát hiện ra rằng, tia phản lực xảy ra rất gần trung tâm của một mảng lập bản đồ sét lớn (LMA) - một mạng lưới ăng-ten vô tuyến trên mặt đất được sử dụng để lập bản đồ vị trí và thời gian sét đánh. Tia sét phản lực cũng nằm trong tầm bắn của một số hệ thống radar thời tiết, cũng như mạng lưới vệ tinh theo dõi thời tiết.

Với những nguồn kết hợp, các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu kích thước, hình dạng và sản lượng năng lượng của tia sét phản lực khổng lồ một cách chi tiết chưa từng có.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng, phát xạ sóng vô tuyến tần số cao nhất của máy bay phản lực (loại mà LMA được chế tạo để phát hiện) đến từ các cấu trúc nhỏ được gọi là bộ phát sóng, phát triển ở đầu tia chớp và tạo ra "kết nối điện trực tiếp giữa đám mây trên cùng và tầng điện ly thấp hơn, "tác giả chính của nghiên cứu Levi Boggs, một nhà khoa học nghiên cứu tại Viện Nghiên cứu Công nghệ Georgia, Mỹ cho biết.

Trong khi đó, dòng điện mạnh nhất chạy phía sau đáng kể các bộ phát sóng, trong một phần được gọi là đầu dẫn. Dữ liệu cũng cho thấy rằng, trong khi các bộ phát sóng tương đối mát mẻ, với nhiệt độ khoảng 204 độ C, thì bộ phát sóng này lại nóng như thiêu đốt, với nhiệt độ hơn 4.426 độ C. Các nhà nghiên cứu viết rằng, sự khác biệt này đúng với tất cả các vụ sét đánh, không chỉ là những tia sét khổng lồ.

Tại sao sét lại phát ra từ phía trên?

Các nhà khoa học vẫn chưa hoàn toàn rõ ràng về điều này, nhưng nó có khả năng liên quan đến một số loại tắc nghẽn ngăn sét thoát qua đáy của một đám mây. Nhóm nghiên cứu cho biết: “Vì bất cứ lý do gì, thường có sự ngăn chặn phóng điện từ đám mây xuống mặt đất. Trong trường hợp không có tia sét mà chúng ta thường thấy, tia phản lực khổng lồ có thể làm giảm sự tích tụ điện tích âm dư thừa trong đám mây".

Nhóm nghiên cứu lưu ý rằng, các tia sét phản lực khổng lồ cũng được báo cáo thường xuyên nhất ở các vùng nhiệt đới. Điều này làm cho tia sét phản lực phá kỷ lục ở Oklahoma trở nên đáng chú ý hơn; tia sét phản lực không phải là một phần của hệ thống bão nhiệt đới.