21 oktober 2021

Fermi-satelliet ziet antimaterie van onweersbuien

Fermi zag op 14 december 2009 antimaterie van een onweersbui. Credits: NASA’s Goddard Space Flight Center

Gebruikmakend van de gammasatelliet Fermi van de NASA hebben wetenschappers voor het eerst antimaterie waargenomen dat afkomstig is van aardse onweersbuien. Normaal gesproken neemt Fermi gammaflitsen waar die vanuit de verre ruimte afkomstig zijn en die veroorzaakt worden door heftige gebeurtenissen, zoals supernova-explosies of botsende zwarte gaten. Maar af en toe ziet Fermi ook heel korte gammaflitsen in de aardse atmosfeer, slechts een fractie van een seconde durend. Van dergelijke terrestrial gamma-ray flashes (TGF) heeft Fermi er al ruim 130 waargenomen. Schattingen zeggen dat dagelijks 500 van die TGF’s plaatsvinden, maar de meesten worden niet opgemerkt. Op de een of andere – nog onbekende – manier worden ze gemaakt door de onweerswolk, wellicht bij grote bliksemontladingen. In sommige gevallen detecteert Fermi niet de gammaflits zelf, maar de deeltjes die tijdens zo’n flits worden gecreëerd en dáárin blijken soms deeltjes antimaterie voor te komen. Zo’n gammaflits is niets anders dan een hoogenergetisch foton en die kan af en toe botsen met een atoomkern in de aardse dampkring. Als het foton een energie van minstens 511.000 eV bezit verandert het bij zo’n botsing spontaan in een electron en een positron, d.w.z. een electrisch geladen deeltje en z’n antideeltje. Dergelijke paren schieten vervolgens de ruimte in en omdat ze electrisch geladen zijn volgen ze de krachtlijnen van het aardmagnetisch veld. Fermi stuit vervolgens af en toe op deze deeltjesparen, waarvan volgens onderzoekers zo’n 10 tot 30% positronen zijn en de rest gewone electronen. Het komt soms voor dat Fermi twee keer een positron detecteert na éé’n TGF, zoals op 14 december 2009 gebeurde (zie afbeelding). TGF091214 werd toen geproduceerd door een onweersbui ergens boven centraal Afrika. Fermi zag het positron, welke een magnetische lijn volgde. Vervolgens werd het antimateriedeeltje ergens boven Egypte teruggekaatst en zag Fermi ‘m enkele milliseconden later voor de tweede keer. Er is een video gemaakt door de NASA, waarin je mooi uitgebeeld ziet hoe zo’n onweersbui tot een gammaflits leidt en hoe die op haar beurt weer kan leiden tot een paar van deeltje en antideeltje. Echt leuk om te zien.

Bron: NRC-Handelsblad, 13 januari 2011 en NASA.

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.