Munje su dugo kod ljudi izazivale strah i fascinaciju. Iako su relativno česta pojava, točni atmosferski uvjeti koji dovode do udara munje dugo su bili obavijeni tajnom, no novo istraživanje sada nudi intrigantne odgovore.

Tim inženjera i meteorologa vjeruje da je konačno otkrio kako nastaje munja na vrhovima oblaka, a njihovo rješenje dolazi iz sve utjecajnijeg alata za razumijevanje klimatskih fenomena - matematičkog modeliranja. U radu objavljenom u časopisu Journal of Geophysical Research 28. srpnja , znanstvenici predstavljaju novu teoriju o unutrašnjosti oblaka i munjama koje se spremaju za svoj izlazak.

Unutar tih oblaka, snažna električna polja ubrzavaju elektrone, stvarajući tok rendgenskih zraka, elektrona i visokoenergetskih fotona koji se konačno pretvaraju u golemi električni udar - munju. Osim ovog teorijskog pomaka, znanstvenici sugeriraju da bi isti mehanizam koji stvara munje mogao otvoriti vrata razvoju novih izvora rendgenskog zračenja.

Istraživači su za potrebe ove studije nadogradili prethodni model fizikalnih uvjeta u oblacima koji je Victor Pasko, elektrotehničar sa Sveučilišta Penn State razvio 2023. Njihov novi model uspoređen je s promatranjima s terena – podacima sa zemaljskih senzora, satelita i zrakoplova visoke nadmorske visine. Posebnu su pozornost posvetili takozvanim 'terestričkim gama-bljeskovima' - nevidljivim isijavanjima X-zraka i radiovalova povezanih s pojavom munje.

Otkriveno je da elektroni unutar oblaka kada ih električno polje prisili da se sudare sa molekulama dušika i kisika zrače rendgenske fotone. Taj sudar pokreće lavinu dodatno nabijenih elektrona koji prenose svoju energiju na još više čestica, sve dok se ne oslobodi snažan bljesak fotona – ono što na nebu vidimo kao munju.

Pasko objašnjava da ovaj lančani proces može nastati u vrlo malim prostorima i da se odvija promjenjivim intenzitetom. To bi moglo objasniti i postojanje gama-bljeskova koji su manje vidljivi i tiši u radijskom spektru – jer neravnomjerna raspodjela elektrona proizvodi dovoljno X-zraka, ali slabe svjetlosne i radio signale.

Posebno važan element novog modela je činjenica da omogućuje vremenski precizne simulacije koje se mogu primijeniti na događaje na različitim visinama u atmosferi. Do sada su slične studije uglavnom bile ograničene na manja područja oblaka, ističe suautor istraživanja Zaid Pervez, doktorand na istom sveučilištu.

Ponekad su nama najbliže zagonetk, poput munje iznad naših glava, one koje najduže odolijevaju objašnjenju. Ono što je fascinantno jest da rješenja često proizlaze iz jednostavnih, intuitivnih matematičkih ideja. Tako je, primjerice, nedavno objašnjen i fenomen statičkog elektriciteta pomoću proračuna sile smicanja - načina na koji se materijal savija pri trljanju o drugu površinu.

Naravno, matematika u ovim studijama daleko nadilazi osnovnoškolske udžbenike, ali sve počinje s jednostavnom pretpostavkom, a također se i čini da ta strategija za sada daje vrlo dobre rezultate.