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विस्तृत फुटेज से अंततः पता चलता है कि बिजली क्या ट्रिगर करती है

इसलिए ड्वायर और उनकी टीम ने लो फ़्रीक्वेंसी एरे (LOFAR) की ओर रुख किया, जो हज़ारों छोटे रेडियो दूरबीनों का एक नेटवर्क है, जो ज्यादातर नीदरलैंड में है। LOFAR आमतौर पर दूर की आकाशगंगाओं और विस्फोट करने वाले सितारों को देखता है। लेकिन ड्वायर के अनुसार, “बिजली को मापने के लिए भी वास्तव में अच्छी तरह से काम करने के लिए ऐसा ही होता है।”

जब गरज के साथ ऊपर की ओर लुढ़कता है, तो बहुत कम उपयोगी खगोल विज्ञान होता है जो LOFAR कर सकता है। इसलिए इसके बजाय, टेलिस्कोप अपने एंटेना को एक लाख या उससे अधिक रेडियो दालों के बैराज का पता लगाने के लिए ट्यून करता है जो प्रत्येक बिजली की चमक से निकलता है। दृश्य प्रकाश के विपरीत, रेडियो स्पंदें घने बादलों से गुजर सकती हैं।

लाइटनिंग को मैप करने के लिए रेडियो डिटेक्टरों का उपयोग करना कोई नई बात नहीं है; उद्देश्य से निर्मित रेडियो एंटेना है न्यू मैक्सिको में लंबे समय से देखे गए तूफान. लेकिन वे छवियां कम-रिज़ॉल्यूशन या केवल दो आयामों में हैं। LOFAR, एक अत्याधुनिक खगोलीय दूरबीन, तीन आयामों में मीटर-दर-मीटर पैमाने पर प्रकाश व्यवस्था को मैप कर सकता है, और पिछले उपकरणों की तुलना में 200 गुना तेज फ्रेम दर के साथ प्राप्त कर सकता है। “LOFAR माप हमें गरज के अंदर क्या हो रहा है की पहली वास्तव में स्पष्ट तस्वीर दे रहे हैं,” ड्वायर ने कहा।

एक भौतिक रूप से बिजली का बोल्ट लाखों रेडियो दालों का उत्पादन करता है। डेटा की गड़बड़ी से एक 3 डी बिजली की छवि को फिर से बनाने के लिए, शोधकर्ताओं ने अपोलो चंद्रमा लैंडिंग में इस्तेमाल किए गए एल्गोरिदम के समान एक एल्गोरिदम का इस्तेमाल किया। एल्गोरिथम लगातार अपडेट करता है कि किसी वस्तु की स्थिति के बारे में क्या जाना जाता है। जबकि एक एकल रेडियो एंटेना केवल फ्लैश की खुरदरी दिशा को इंगित कर सकता है, दूसरे एंटीना से डेटा जोड़ने से स्थिति अपडेट हो जाती है। LOFAR के हज़ारों एंटेना में लगातार लूप करके, एल्गोरिथम एक स्पष्ट नक्शा बनाता है।

जब शोधकर्ताओं ने अगस्त 2018 में बिजली चमकने के आंकड़ों का विश्लेषण किया, तो उन्होंने देखा कि सभी रेडियो स्पंदें तूफानी बादल के अंदर 70 मीटर चौड़े क्षेत्र से निकलती हैं। उन्होंने जल्दी से अनुमान लगाया कि दालों का पैटर्न दो प्रमुख सिद्धांतों में से एक का समर्थन करता है कि सबसे सामान्य प्रकार की बिजली कैसे शुरू होती है।

एक विचार यह मानता है कि ब्रह्मांडीय किरणें – बाहरी अंतरिक्ष के कण – गरज के साथ इलेक्ट्रॉनों से टकराते हैं, जिससे इलेक्ट्रॉन हिमस्खलन होता है जो विद्युत क्षेत्रों को मजबूत करता है।

नए अवलोकन इस ओर इशारा करते हैं प्रतिद्वंद्वी सिद्धांत. यह बादल के अंदर बर्फ के क्रिस्टल के समूहों से शुरू होता है। सुई के आकार के क्रिस्टल के बीच अशांत टकराव उनके कुछ इलेक्ट्रॉनों को ब्रश करते हैं, जिससे प्रत्येक बर्फ क्रिस्टल का एक छोर सकारात्मक रूप से चार्ज होता है और दूसरा नकारात्मक चार्ज होता है। सकारात्मक अंत पास के वायु अणुओं से इलेक्ट्रॉनों को खींचता है। हवा के अणुओं से अधिक इलेक्ट्रॉन प्रवाहित होते हैं जो दूर होते हैं, आयनित हवा के रिबन बनाते हैं जो प्रत्येक बर्फ क्रिस्टल टिप से विस्तारित होते हैं। इन्हें स्ट्रीमर कहा जाता है।

LOFAR, ज्यादातर नीदरलैंड में रेडियो टेलीस्कोप का एक बड़ा नेटवर्क है, जब यह खगोल विज्ञान नहीं कर रहा है, तो बिजली रिकॉर्ड करता है।फोटोग्राफ: लोफर/एस्ट्रोन

प्रत्येक क्रिस्टल टिप स्ट्रीमर की भीड़ को जन्म देती है, जिसमें अलग-अलग स्ट्रीमर बार-बार ब्रांच करते हैं। स्ट्रीमर आसपास की हवा को गर्म करते हैं, हवा के अणुओं से इलेक्ट्रॉनों को चीरते हुए बड़े पैमाने पर बर्फ के क्रिस्टल पर प्रवाहित होते हैं। अंततः एक सपने देखने वाला गर्म और प्रवाहकीय हो जाता है जो एक नेता में बदल जाता है – एक चैनल जिसके साथ बिजली की पूरी तरह से विकसित लकीर अचानक यात्रा कर सकती है।

“यह वही है जो हम देख रहे हैं,” कहा क्रिस्टोफर स्टरपका, नए पेपर पर पहले लेखक। शोधकर्ताओं ने डेटा से फ्लैश की शुरुआत दिखाने वाली एक फिल्म में, रेडियो पल्स तेजी से बढ़ते हैं, संभवतः स्ट्रीमर्स के जलप्रलय के कारण। “हिमस्खलन बंद होने के बाद, हम पास में एक बिजली के नेता को देखते हैं,” उन्होंने कहा। हाल के महीनों में, स्टरपका पहले की तरह दिखने वाली अधिक बिजली की दीक्षा फिल्मों का संकलन कर रहा है।

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