Contrariamente alla credenza popolare, i fulmini possono cadere due volte nello stesso posto, ma il motivo rimane un mistero. Per affrontare questo problema, un team internazionale di ricercatori ha studiato lo sviluppo di un fulmine con dettagli senza precedenti.
La ricerca ha rivelato che le cariche negative all’interno di una nube temporalesca non vengono tutte scaricate in un singolo lampo, ma parti del carico sono immagazzinate in strutture che i ricercatori chiamano aghi. Ciò può causare uno scarico ripetuto a terra.
Scarica violenta
I fulmini si verificano quando forti correnti ascensionali generano un tipo di elettricità statica in grandi nuvole cumulonembi. Parti della nuvola sono caricate positivamente e negativamente. Quando questa separazione di carica è abbastanza grande, si verifica una scarica violenta: un fulmine.
Solo di recente, uno studio ha scoperto che le nuvole cumulonembi possono accumularsi fino a 1,3 trilioni di volt. Questa scarica inizia con un plasma, una piccola zona di aria ionizzata calda abbastanza da essere elettricamente conduttiva. Questa piccola area diventa un canale al plasma biforcato che può raggiungere diversi chilometri. Le estremità positive del canale del plasma raccolgono le cariche negative dalla nuvola, che passa attraverso il canale fino alla fine negativa, dove viene scaricata.
Se la tensione è troppo alta, si verificherà un fulmine. Ma ci sono casi in cui questo download non viene eseguito correttamente e lampi si verificano più volte nello stesso canale. Tuttavia, fino ad ora non è chiaro perché e come si verificano questi lampi multipli.
Studiare un fulmine
Attraverso l’uso di una rete di radiotelescopi chiamata matrice a bassa frequenza (LOFAR) – che consiste in migliaia di antenne distribuite in tutta Europa accoppiate attraverso reti in fibra ottica – i ricercatori sono stati in grado di raccogliere dati che fornivano una risoluzione dell’impatto del nanosecondo in un’area di diverse migliaia di chilometri quadrati.
L’inchiesta ha rivelato che le cariche all’interno di una nuvola non vengono tutte scaricate in un singolo lampo, il che può causare una scarica ripetuta. Questi dati ci hanno permesso di mappare la propagazione dei raggi in una risoluzione che rende visibili per la prima volta i singoli processi fisici. Le osservazioni hanno rivelato che, lungo il canale flash positivo di un chilometro, possono essere formati diversi canali laterali più piccoli.
Queste strutture, che i ricercatori chiamavano “aghi”, sono lunghe fino a cento metri e spesse meno di cinque metri, irradiano emissioni radio particolarmente forti. Il che significa che le cariche fluiscono attraverso queste strutture.
Gli scienziati ritengono che la carica di un canale del plasma positivo non sia completamente scaricata con un fulmine e parte della carica ritorni alla nube di tempesta attraverso gli aghi.
Il carico memorizzato potrebbe quindi avviare nuovi download. Questo spiegherebbe perché i raggi non sono completamente scaricati, come si pensava da molto tempo, e quindi possono colpire più volte in pochi secondi, anche nello stesso canale di scarico.
