Monday, April 7, 2014

Mendeteksi Sinar Gamma dari Kilat

Di atmosfer bumi, kilat berkedip sekitar 50 kali per detik. Itu artinya 4,3 juta kali sehari dan sekitar 1,5 miliar kali dalam setahun. Dengan menggunakan instrumen baru pada Stasiun Luar Angkasa Internasional ( ISS ), para ilmuwan berharap untuk mengamati dan membedah setidaknya beberapa dari sambaran kilat setiap hari.



Diluncurkan ke ISS pada Agustus 2013, instrumen firestation termasuk fotometer untuk mengukur kilatan petir, antena radio untuk mengukur statis (proxy untuk kekuatan debit listrik), dan detektor elektron dari sinar gamma. Firestation bisa mengamati sekitar 50 sambaran kilat per hari dengan mendeteksi semburan singkat sinar gamma yang dipancarkan oleh beberapa dari mereka.

Radiasi sinar gamma biasanya dikaitkan dengan ledakan bintang atau fusi nuklir, tetapi para ilmuwan telah menemukan bukti bahwa kedipan sinar gamma terestrial (terrestrial gamma-ray flashes disingkat TGFs) dapat terjadi di atmosfer hingga 500 kali sehari. Ilmuwan atmosfer tertarik pada proses-proses yang memicu kilat dalam badai dan jenis kilat apa yang menghasilkan sinar gamma. TGFs juga dapat terkait dengan fenomena atmosfer yang dikenal sebagai red sprite, muatan listrik yang membentang ke atas dari awan badai.

Fakta bahwa TGFs ada, memang luar biasa. Elektron dan energi sinar gamma di TGFs biasanya domain dari ledakan nuklir, suar surya dan supernova. Jadi cukup mengejutkan menemukan mereka ditembakkan dari bagian atas atmosfer dingin planet kita sendiri.

Foto di atas, diambil oleh astronot di Stasiun Luar Angkasa Internasional pada tanggal 12 Desember 2013, menunjukkan kilatan putih petir di tengah-tengah lampu kuning kota Kuwait dan Arab Saudi. Astronot yang mengorbit di atas Bolivia menangkap kilatan petir close-up di bawah awan badai pada tanggal 9 Januari 2011 (gambar di bawah).


Dalam beberapa tahun, para ilmuwan NASA berencana untuk menambahkan sensor kilat lain ke ISS. Lightning Imaging Sensor ( LIS ) pada awalnya dirancang untuk misi pengukuran hujan tropikal (Tropical Rainfall Measuring Mission), yang diluncurkan pada tahun 1997 dan masih terbang. Pada saat itu, tim peneliti dari NASA Marshall Space Flight Center membangun LIS cadangan jika terjadi masalah dengan instrumen utama. Cadangan yang masih cukup fungsional itu dijadwalkan akan dikirim ke stasiun ruang angkasa pada tahun 2016.

LIS mendeteksi kilat awan ke awan dan kilat awan ke darat, dan dapat mendeteksi pelucutan listrik baik di siang hari maupun malam hari. Instrumen ini mengukur tingkat dan jumlah energi radiasi dalam sambaran petir global. Karena stasiun ruang angkasa internasional terbang lebih jauh ke utara dan selatan dari TRMM , instrumen LIS kedua ini akan dikembangkan untuk pengukuran petir di luar daerah tropis.



Red Sprite
Mereka dulunya begitu sulit dipahami hingga para ilmuwan memberi mereka nama mistis. "Red Sprite" adalah kilatan merah berumur pendek yang terjadi sekitar 80 kilometer di atmosfir. Dengan sulur vertikal yang panjang seperti ubur-ubur, muatan listrik ini dapat memanjang hingga 20 sampai 30 kilometer keatas dan terhubung ke awan badai dan kilat.


Ini adalah gambar-gambar dari sebuah red sprite yang ditangkap dengan kamera digital oleh astronot Ekspedisi 31 di Stasiun Antariksa Internasional saat mereka dalam perjalanan dari tenggara Myanmar ke utara Malaysia. Gambar ini merupakan bagian dari film time-lapse yang direkam 13:41-13:47 Universal Time pada tanggal 30 April 2012. (Lihat seluruh videonya dibawah) Sprite terjadi sekitar 6 detik dalam video, di atas kilatan petir yang terang di kuadran kanan.

Red Sprite sulit untuk diamati karena mereka hanya berlangsung selama beberapa milidetik dan terjadi diatas awan badai - yang berarti mereka biasanya terblokir dari pandangan di tanah oleh awan yang memproduksi mereka. Mereka mengirim pulsa energi listrik sampai ke tepi ruang angkasa - lapisan bermuatan listrik yang dikenal sebagai ionosfer - bukannya turun ke permukaan bumi. Mereka kaya dengan noise radio.

video

Selama hampir seratus tahun, pilot militer dan sipil melaporkan melihat kilatan singkat di atas badai, meskipun saat itu laporan seperti itu diragukan oleh komunitas ilmuwan atmosferis. Kemudian pada bulan Juli 1989, para peneliti di University of Minnesota menangkap sebuah bukti dari red sprite saat uji coba kamera cahaya rendah untuk penerbangan pada percobaan roket. Kamera mereka tak sengaja menangkap gambar dari dua kolom cahaya yang membentang ke atas ke stratosfer di atas badai di bawahnya.

Pada bulan Oktober 1989, Otha Vaughan, Marshall Space Flight Center NASA dan ilmuwan yang bekerja pada Percobaan Pengamatan Kilat Mesoscale mampu memverifikasi keberadaan lucutan listrik ini dengan instrumen mereka pada penerbangan pesawat ulang-alik STS-34. Kemudian sejak tahun 1990, pengamat di pesawat ulang-alik, di pesawat terbang, dan bahkan di tanah, merekam lebih banyak gambar red sprite dengan kamera cahaya rendah. Pengamat di tanah bisa memotret red sprite dengan melihat badai di kejauhan. red sprite biasanya terlihat keluar dari atas badai di dataran rendah.


Baca Juga:





Source

Popular Posts