Tak Disangka, Badai Petir Ternyata Hasilkan Radiasi Sinar Gamma

JAKARTA – Sebuah penelitian menunjukkan bahwa 9 dari 10 badai yang diteliti menghasilkan sinar gamma.

Pada tahun 1990-an, para ilmuwan NASA mendapat kejutan yang tidak terduga. Saat memindai alam semesta untuk mencari semburan radiasi gamma berenergi tinggi dari supernova dan lubang hitam, mereka membuat penemuan aneh. Ternyata semburan radiasi gamma berasal dari badai yang ada di Bumi. Namun sejauh mana fenomena ini masih menjadi misteri.

Dalam dua artikel baru yang diterbitkan di jurnal Nature, para peneliti mengungkapkan bahwa radiasi gamma dalam badai petir jauh lebih umum terjadi daripada yang diperkirakan sebelumnya. Para ilmuwan menggunakan pesawat mata-mata U2 yang dimodifikasi untuk melihat lebih dekat badai ini dan menemukan bahwa badai tersebut terus-menerus menghasilkan berbagai bentuk radiasi gamma.

“Ada lebih banyak hal yang terjadi dalam badai daripada yang kita duga,” kata Steve Kammer, seorang profesor teknik di Duke University dan salah satu penulis kedua makalah tersebut. “Ternyata hampir semua badai besar menghasilkan berbagai bentuk sinar gamma sepanjang hari.”

Sinar gamma adalah bentuk cahaya dengan energi tertinggi dan sering dikaitkan dengan peristiwa kekerasan kosmik. Namun badai petir juga menghasilkannya, meski dengan cara yang berbeda.

Selama tiga dekade terakhir, para ilmuwan telah mengetahui adanya kilatan sinar gamma yang singkat namun intens yang disebut kilatan sinar gamma terestrial (TGFs). Mereka juga mengetahui bahwa tingkat sinar gamma yang dihasilkan oleh badai petir semakin lemah. Mekanisme yang mendorong kilatan cahaya ini telah lama dikaitkan dengan fenomena relativistik runaway electron avalanches (RREA).

Fenomena ini terjadi ketika satu elektron berenergi tinggi dipercepat oleh medan listrik badai, bertabrakan dengan molekul udara, menciptakan lebih banyak elektron dan sinar gamma, sehingga menciptakan efek berantai.

Selama badai petir, arus udara membawa tetesan air, hujan es, dan es ke awan, sehingga menimbulkan muatan listrik. Seperti menggosokkan balon ke baju Anda, campuran partikel ini menghasilkan energi listrik. Hasilnya adalah medan listrik besar yang mempercepat partikel seperti elektron hingga kecepatan luar biasa. Ketika elektron berenergi tinggi ini bertabrakan dengan molekul udara, mereka melepaskan sinar gamma dan, dalam beberapa kasus, bahkan antimateri.

Namun sejauh ini, sinar gamma dari badai petir tampaknya bersifat sporadis, mengingat keterbatasan teknologi satelit sebelumnya. Satelit NASA yang dirancang untuk memantau peristiwa kosmik, seperti semburan sinar gamma kosmik dari bintang yang meledak, harus berada di tempat dan waktu yang tepat untuk mendeteksi radiasi gamma dari Bumi. Misi pesawat yang mencoba terbang di dekat badai petir sering kali gagal karena bahaya mendekati badai petir aktif membatasi jangkauannya.