Dari siaran pers NASA:
Para ilmuwan yang menggunakan Teleskop Luar Angkasa Fermi Gamma-ray NASA telah mendeteksi berkas antimateri yang dihasilkan di atas badai di Bumi, sebuah fenomena yang belum pernah terlihat sebelumnya.
Para ilmuwan berpikir partikel antimateri terbentuk dalam sinar gamma terestrial (TGF), ledakan singkat yang dihasilkan di dalam badai petir dan terbukti terkait dengan petir. Diperkirakan sekitar 500 TGF terjadi setiap hari di seluruh dunia, tetapi sebagian besar tidak terdeteksi.
"Sinyal-sinyal ini adalah bukti langsung pertama bahwa badai petir membuat berkas partikel antimateri," kata Michael Briggs, anggota tim Gamma-ray Burst Monitor (GBM) Fermi di University of Alabama di Huntsville (UAH). Dia mempresentasikan temuan itu pada hari Senin, saat briefing berita di pertemuan American Astronomical Society di Seattle.
Fermi dirancang untuk memantau sinar gamma, bentuk cahaya energi tertinggi. Ketika antimateri yang menyerang Fermi bertabrakan dengan partikel materi normal, kedua partikel segera dimusnahkan dan diubah menjadi sinar gamma. GBM telah mendeteksi sinar gamma dengan energi 511.000 volt elektron, sebuah sinyal yang menunjukkan sebuah elektron telah bertemu dengan rekan antimateri, sebuah positron.
Meskipun Fermi's GBM dirancang untuk mengamati peristiwa berenergi tinggi di alam semesta, Fermi juga memberikan wawasan berharga tentang fenomena aneh ini. GBM terus-menerus memonitor seluruh langit langit di atas dan Bumi di bawah. Tim GBM telah mengidentifikasi 130 TGF sejak Fermi diluncurkan pada 2008.
“Di orbit selama kurang dari tiga tahun, misi Fermi telah terbukti menjadi alat yang luar biasa untuk menyelidiki alam semesta. Sekarang kita belajar bahwa ia dapat menemukan banyak misteri, lebih dekat dengan rumah, ”kata Ilana Harrus, ilmuwan program Fermi di Markas Besar NASA di Washington.
Pesawat ruang angkasa itu terletak tepat di atas badai petir untuk sebagian besar TGF yang diamati, tetapi dalam empat kasus, badai jauh dari Fermi. Selain itu, sinyal radio yang dihasilkan oleh petir yang terdeteksi oleh jaringan pemantauan global menunjukkan bahwa hanya petir pada saat itu yang berjarak ratusan atau lebih mil jauhnya. Selama satu TGF, yang terjadi pada 14 Desember 2009, Fermi berlokasi di Mesir. Tetapi badai aktif terjadi di Zambia, sekitar 2.800 mil ke selatan. Badai jauh berada di bawah cakrawala Fermi, sehingga sinar gamma apa pun yang dihasilkannya tidak mungkin terdeteksi.
"Meskipun Fermi tidak bisa melihat badai, pesawat ruang angkasa itu secara magnetis terhubung ke sana," kata Joseph Dwyer di Institut Teknologi Florida di Melbourne, Florida. "TGF menghasilkan elektron dan positron berkecepatan tinggi, yang kemudian naik. Medan magnet bumi untuk menyerang pesawat ruang angkasa. "
Sinar itu terus melewati Fermi, mencapai lokasi, yang dikenal sebagai titik cermin, di mana gerakannya terbalik, dan kemudian menabrak pesawat ruang angkasa untuk kedua kalinya hanya 23 milidetik kemudian. Setiap kali, positron dalam balok bertabrakan dengan elektron di pesawat ruang angkasa. Partikel-partikel itu saling memusnahkan, memancarkan sinar gamma yang terdeteksi oleh GBM Fermi.
Para ilmuwan telah lama menduga TGF muncul dari medan listrik yang kuat di dekat puncak badai. Dalam kondisi yang tepat, kata mereka, medan menjadi cukup kuat sehingga mendorong longsoran elektron ke atas. Mencapai kecepatan hampir secepat cahaya, elektron berenergi tinggi mengeluarkan sinar gamma ketika mereka dibelokkan oleh molekul udara. Biasanya, sinar gamma ini terdeteksi sebagai TGF.
Tetapi elektron yang mengalir menghasilkan begitu banyak sinar gamma sehingga mereka melepaskan elektron dan positron yang keluar dari atmosfer. Ini terjadi ketika energi sinar gamma berubah menjadi sepasang partikel: elektron dan positron. Partikel inilah yang mencapai orbit Fermi.
Deteksi positron menunjukkan banyak partikel berenergi tinggi dikeluarkan dari atmosfer. Faktanya, para ilmuwan sekarang berpikir bahwa semua TGF memancarkan berkas elektron / positron. Sebuah makalah tentang temuan telah diterima untuk dipublikasikan dalam Geophysical Research Letters.
"Hasil Fermi menempatkan kami selangkah lebih dekat untuk memahami cara kerja TGF," kata Steven Cummer di Duke University. “Kami masih harus mencari tahu apa yang istimewa dari badai ini dan peran yang tepat yang dimainkan petir dalam proses tersebut.”
Teleskop Luar Angkasa Sinar Gamma Fermi Gamma adalah kemitraan astrofisika dan fisika partikel. Ini dikelola oleh Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA di Greenbelt, Md. Ini dikembangkan bekerja sama dengan Departemen Energi AS, dengan kontribusi penting dari lembaga dan mitra akademik di Prancis, Jerman, Italia, Jepang, Swedia, dan Amerika Serikat.
Pusat Operasi Instrumen GBM terletak di Pusat Teknologi Sains Antariksa Nasional di Huntsville, Ala. Tim ini mencakup kolaborasi para ilmuwan dari UAH, Pusat Penerbangan Antariksa Marshall NASA di Huntsville, Institut Max Planck untuk Fisika Extraterrestrial di Jerman dan lembaga lainnya.
Setelah tengah malam pada hari Senin, (Waktu Standar Timur), makalah akan tersedia di situs web AGU di tautan ini untuk mereka yang terdaftar di AGU.
