Terrestrial gamma-ray flash
টেরেস্ট্রিয়াল গামা-রে ফ্ল্যাশ (টি. জি. এফ), যা ডার্ক লাইটনিং নামেও পরিচিত, হল পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলে উৎপাদিত গামা রশ্মির বিস্ফোরণ। টি. জি. এফ-গুলি 0.20 থেকে 3.5 মিলিসেকেন্ড স্থায়ী বলে নথিভুক্ত করা হয়েছে এবং 2 কোটি ইলেকট্রনভোল্ট পর্যন্ত শক্তি রয়েছে। অনুমান করা হয় যে টি. জি. এফগুলি বজ্রঝড়ের উপরে বা ভিতরে উত্পাদিত তীব্র বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের কারণে ঘটে। বিজ্ঞানীরা স্থলীয় গামা-রে ফ্ল্যাশ দ্বারা উত্পাদিত শক্তিশালী পজিট্রন এবং ইলেকট্রনও সনাক্ত করেছেন। আবিষ্কার টেরেস্ট্রিয়াল গামা-রে ফ্ল্যাশ প্রথম আবিষ্কৃত হয় 1994 সালে বিএটিএসই বা বার্স্ট অ্যান্ড ট্রানজিয়েন্ট সোর্স এক্সপেরিমেন্ট দ্বারা, কম্পটন গামা রে অবজারভেটরি, একটি নাসা মহাকাশযানে। 1996 সালে স্ট্যানফোর্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের একটি পরবর্তী গবেষণায় একটি টি. জি. এফ-কে টি. জি. এফ-এর কয়েক মিলিসেকেন্ডের মধ্যে ঘটে যাওয়া পৃথক বজ্রপাতের সাথে যুক্ত করা হয়। বিএটিএসই নয় বছরে (76) মাত্র অল্প সংখ্যক টি. জি. এফ ঘটনা সনাক্ত করেছে, কারণ এটি মহাকাশ থেকে গামা রশ্মি বিস্ফোরণ অধ্যয়নের জন্য নির্মিত হয়েছে, যা অনেক দীর্ঘস্থায়ী। 2000-এর দশকের গোড়ার দিকে, রামাতি হাই এনার্জি সোলার স্পেকট্রোস্কোপিক ইমেজার (আর. এইচ. ই. এস. এস. আই) উপগ্রহ বিএ. টি. এস. ই দ্বারা নথিভুক্ত শক্তির তুলনায় অনেক বেশি শক্তির টি. জি. এফ পর্যবেক্ষণ করে। আর. এইচ. ই. এস. এস. আই-এর তথ্য বিজ্ঞানীদের অনুমান করতে পরিচালিত করে যে প্রতিদিন প্রায় 50 টি. জি. এফ ঘটে, যা পূর্বে যা ভাবা হয়েছিল তার চেয়ে বেশি কিন্তু এখনও পৃথিবীর মোট বজ্রপাতের একটি খুব ছোট অংশের প্রতিনিধিত্ব করে (গড়ে প্রতিদিন 3-4 মিলিয়ন বজ্রপাতের ঘটনা)। কয়েক বছর পরে, বিজ্ঞানীরা নাসার ফার্মি গামা-রে স্পেস টেলিস্কোপ ব্যবহার করে, যা গামা রশ্মি পর্যবেক্ষণের জন্য ডিজাইন করা হয়েছিল, অনুমান করে যে বিশ্বব্যাপী প্রতিদিন প্রায় 500 টি. জি. এফ ঘটে, তবে বেশিরভাগই সনাক্ত করা যায় না। প্রক্রিয়াটি যদিও প্রক্রিয়াটির বিশদ বিবরণ অনিশ্চিত, তবে ভৌত প্রয়োজনীয়তা সম্পর্কে একটি ঐকমত্য রয়েছে। এটি অনুমান করা হয় যে টি. জি. এফ ফোটনগুলি আলোর গতির খুব কাছাকাছি গতিতে ভ্রমণকারী ইলেকট্রন দ্বারা নির্গত হয় যা বাতাসে পরমাণুর নিউক্লিয়াসের সাথে সংঘর্ষ করে এবং গামা রশ্মি (ব্রেমসট্রালাং) আকারে তাদের শক্তি মুক্ত করে। বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র দ্বারা চালিত তুষারধসের বৃদ্ধি দ্বারা শক্তিশালী ইলেকট্রনের বিশাল জনসংখ্যা তৈরি হতে পারে, যা আপেক্ষিক পালিয়ে যাওয়া ইলেক্ট্রন অ্যাভালাঞ্চ (আর. আর. ই. এ) নামে পরিচিত। বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রটি সম্ভবত বজ্রপাত দ্বারা সরবরাহ করা হয়, কারণ বেশিরভাগ টি. জি. এফ বজ্রপাতের ঘটনার কয়েক মিলিসেকেন্ডের মধ্যে ঘটে বলে দেখানো হয়েছে (ইনান এট আল। 1996)। এই মৌলিক চিত্রের বাইরে বিস্তারিত বিষয়গুলি অনিশ্চিত। সাম্প্রতিক গবেষণায় দেখা গেছে যে ইলেক্ট্রন-ইলেক্ট্রন (ব্রেমসট্রাহলাং) প্রথমে উচ্চ-শক্তির ইলেকট্রন সমৃদ্ধ করে এবং পরবর্তীকালে উচ্চ-শক্তির ফোটনের সংখ্যা বৃদ্ধি করে। কিছু আদর্শ তাত্ত্বিক কাঠামো স্প্রাইট, নীল জেট এবং এলভের মতো অন্যান্য বজ্রপাত-সম্পর্কিত স্রাব থেকে ধার করা হয়েছে, যা প্রথম টি. জি. এফ পর্যবেক্ষণের ঠিক আগের বছরগুলিতে আবিষ্কৃত হয়েছিল। উদাহরণস্বরূপ, সেই ক্ষেত্রটি প্রায়শই স্প্রাইটের সাথে যুক্ত বজ্রপাতের ("ডিসি" ক্ষেত্র) চার্জের পৃথকীকরণের কারণে বা বজ্রপাতের স্রাব দ্বারা উত্পাদিত বৈদ্যুতিন চৌম্বকীয় স্পন্দন (ই. এম. পি) এর কারণে হতে পারে, যা প্রায়শই এলিভের সাথে যুক্ত থাকে। কিছু প্রমাণ রয়েছে যে কিছু টি. জি. এফ বজ্রপাতের অনুপস্থিতিতে ঘটে, যদিও সাধারণ বজ্রপাতের ক্রিয়াকলাপের আশেপাশে, যা নীল জেটের সাথে তুলনা করেছে। ডিসি ফিল্ড মডেলের জন্য উচ্চ উচ্চতায় পর্যাপ্ত ক্ষেত্র তৈরি করতে একটি খুব বড় বজ্রবিদ্যুৎ চার্জ প্রয়োজন (যেমন। 50-90 কিমি, যেখানে স্প্রিট গঠিত হয়)। স্প্রাইটের ক্ষেত্রে ভিন্ন, এই বড় চার্জগুলি টি. জি. এফ-উৎপাদনকারী বজ্রপাতের সাথে যুক্ত বলে মনে হয় না। এইভাবে ডিসি ক্ষেত্রের মডেলের জন্য টি. জি. এফ-কে বজ্রবৃষ্টির শীর্ষে (10-20 কিমি) নীচের দিকে ঘটতে হয়, যেখানে একটি স্থানীয় ক্ষেত্র আরও শক্তিশালী হতে পারে। এই অনুমান দুটি স্বাধীন পর্যবেক্ষণ দ্বারা সমর্থিত। প্রথমত, আর. এইচ. ই. এস. এস. আই দ্বারা দেখা গামা-রশ্মির বর্ণালী <আই. ডি1> কিমি-তে আপেক্ষিক পালিয়ে যাওয়ার পূর্বাভাসের সাথে খুব ভালভাবে মেলে। দ্বিতীয়ত, বজ্রপাতের তুলনায় টি. জি. এফগুলি পৃথিবীর নিরক্ষীয় অঞ্চলের চারপাশে দৃঢ়ভাবে কেন্দ্রীভূত। (সাধারণভাবে বজ্রপাতের তুলনায় এগুলি জলের উপর কেন্দ্রীভূত হতে পারে।) বজ্র-মেঘের শীর্ষগুলি বিষুবরেখার কাছাকাছি উচ্চতর, এবং এইভাবে সেখানে উত্পাদিত টি. জি. এফ থেকে গামা-রশ্মির বায়ুমণ্ডল থেকে পালানোর আরও ভাল সম্ভাবনা রয়েছে। এর অর্থ হ 'ল অনেক নিম্ন-উচ্চতার টি. জি. এফ রয়েছে যা মহাকাশ থেকে দেখা যায় না, বিশেষত উচ্চতর অক্ষাংশে। একটি বিকল্প অনুমান, ই. এম. পি মডেল, বজ্রবিদ্যুৎ চার্জের প্রয়োজনীয়তাকে শিথিল করে কিন্তু এর পরিবর্তে খুব উচ্চ গতিতে চলমান একটি বড় তড়িৎপ্রবাহের প্রয়োজন হয়। প্রয়োজনীয় বর্তমান নাড়ির গতি খুব সীমাবদ্ধ, এবং এই মডেলের জন্য এখনও কোনও সরাসরি পর্যবেক্ষণমূলক সমর্থন নেই। আরেকটি অনুমানমূলক প্রক্রিয়া হল যে টি. জি. এফ বজ্রবৃষ্টির মধ্যেই উৎপাদিত হয়, হয় বজ্রপাতের চ্যানেলের কাছাকাছি শক্তিশালী বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রগুলিতে বা মেঘের বিশাল পরিমাণে বিদ্যমান স্থির ক্ষেত্রগুলিতে। এই প্রক্রিয়াগুলি প্রক্রিয়াটি শুরু করার জন্য বজ্রপাত চ্যানেলের চরম ক্রিয়াকলাপের উপর নির্ভর করে (কার্লসন এট আল। 2010) বা এমনকি ছোট আকারের এলোমেলো ঘটনাগুলিকে উৎপাদন শুরু করার অনুমতি দেওয়ার জন্য দৃঢ় প্রতিক্রিয়া। অ্যাটমোস্ফিয়ার-স্পেস ইন্টারঅ্যাকশন মনিটর (এ. এস. আই. এম), যা একই সাথে বজ্রপাতের আলোকীয় সংকেত এবং স্থলজ গামা-রে ফ্ল্যাশগুলির সংকেত পরিমাপের জন্য নিবেদিত, প্রকাশ করে যে টি. জি. এফগুলি সাধারণত আলোকীয় ফ্ল্যাশগুলির সাথে যুক্ত, দৃঢ়ভাবে পরামর্শ দেয় যে টি. জি. এফগুলির অগ্রদূত হিসাবে আপেক্ষিক ইলেকট্রনগুলি বিদ্যুতের চ্যানেলের কাছাকাছি শক্তিশালী বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে উত্পাদিত হয়। সংমিশ্রিত ঘটনা এটি প্রস্তাব করা হয়েছে যে টি. জি. এফগুলিকে অবশ্যই অত্যন্ত আপেক্ষিক ইলেকট্রন এবং পজিট্রনের রশ্মি নিক্ষেপ করতে হবে যা বায়ুমণ্ডল থেকে বেরিয়ে আসে, পৃথিবীর চৌম্বক ক্ষেত্র বরাবর ছড়িয়ে পড়ে এবং বিপরীত গোলার্ধে অবক্ষেপিত হয়। আর. এইচ. ই. এস. এস. আই, বি. এ. টি. এস. ই এবং ফার্মি-জি. বি. এম-এ টি. জি. এফ-এর কয়েকটি ক্ষেত্রে অস্বাভাবিক নিদর্শন দেখা গেছে যা এই ধরনের ইলেক্ট্রন/পজিট্রন রশ্মি দ্বারা ব্যাখ্যা করা যেতে পারে, তবে এই ধরনের ঘটনাগুলি খুব অস্বাভাবিক। গণনাগুলি দেখিয়েছে যে টি. জি. এফগুলি কেবল পজিট্রন নয়, নিউট্রন এবং প্রোটনও মুক্ত করতে পারে। নিউট্রনগুলি ইতিমধ্যে বৈদ্যুতিক স্রাবে পরিমাপ করা হয়েছে, যেখানে স্রাব সম্পর্কিত প্রোটনের কোনও পরীক্ষামূলক নিশ্চিতকরণ নেই (2016)। সাম্প্রতিক গবেষণায় দেখা গেছে যে এই নিউট্রনগুলির প্রবণতা 10−9 এবং 10−13 প্রতি মি এবং প্রতি মি 2 এর মধ্যে সনাক্তকরণের উচ্চতার উপর নির্ভর করে। এই নিউট্রনগুলির বেশিরভাগের শক্তি, এমনকি 20 এম. ই. ভি-র প্রাথমিক শক্তি সহ, 1 মি. সে.-এর মধ্যে কে. ই. ভি পরিসরে নেমে আসে। অন্যান্য গবেষণা টেরেস্ট্রিয়াল গামা-রে ফ্ল্যাশগুলি বজ্রপাতের বর্তমান তত্ত্বগুলির জন্য একটি চ্যালেঞ্জ তৈরি করে, বিশেষত বজ্রপাতের মধ্যে উত্পাদিত অ্যান্টিম্যাটারের স্পষ্ট স্বাক্ষর আবিষ্কারের সাথে। গত 15 বছরে এটি আবিষ্কৃত হয়েছে যে বজ্রপাতের প্রক্রিয়াগুলির মধ্যে গামা রশ্মি তৈরি করতে সক্ষম কিছু প্রক্রিয়া রয়েছে, যা বায়ুমণ্ডল থেকে বেরিয়ে আসে এবং মহাকাশযান দ্বারা পর্যবেক্ষণ করা হয়। নাসার জেরাল্ড ফিশম্যান 1994 সালে সায়েন্সের একটি নিবন্ধে এই তথাকথিত টেরেস্ট্রিয়াল গামা-রে ফ্ল্যাশগুলি (টি. জি. এফ) দুর্ঘটনাক্রমে পর্যবেক্ষণ করেছিলেন, যখন তিনি কম্পটন গামা রে অবজারভেটরি (সি. জি. আর. ও) দ্বারা পর্যবেক্ষণ করা বহির্জাগতিক গামা রশ্মি বিস্ফোরণের উদাহরণ নথিভুক্ত করছিলেন। টি. জি. এফ-এর সময়কাল অনেক কম, তবে, মাত্র 1 মি. সে. স্থায়ী হয়। স্ট্যানফোর্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের অধ্যাপক উমরান ইনান একটি টি. জি. এফ-কে টি. জি. এফ ইভেন্টের 1.5 মিলিমিটারের মধ্যে ঘটে যাওয়া পৃথক বজ্রপাতের স্ট্রোকের সাথে যুক্ত করেছিলেন, যা প্রথমবারের জন্য প্রমাণ করেছিল যে টি. জি. এফ বায়ুমণ্ডলীয় উৎস এবং বজ্রপাতের সাথে যুক্ত ছিল। সি. জি. আর. ও 10 বছরে মাত্র 77টি ঘটনা রেকর্ড করেছে; তবে, সম্প্রতি ইউ. সি. সান্তা ক্রুজ-এর ডেভিড স্মিথের রিপোর্ট অনুযায়ী রিউভেন রামাতি হাই এনার্জি সোলার স্পেকট্রোস্কোপিক ইমেজার (আর. এইচ. ই. এস. এস. আই) মহাকাশযানটি অনেক বেশি হারে টি. জি. এফ পর্যবেক্ষণ করছে, যা ইঙ্গিত করে যে এগুলি বিশ্বব্যাপী প্রতিদিন প্রায় 50 বার ঘটে (এখনও গ্রহের মোট বজ্রপাতের একটি খুব ছোট ভগ্নাংশ)। শক্তির মাত্রা 20 মেগাওয়াট অতিক্রম করেছে। ডিউক বিশ্ববিদ্যালয়ের বিজ্ঞানীরা আর. এইচ. ই. এস. এস. আই দ্বারা তৈরি টি. জি. এফ-এর নতুন পর্যবেক্ষণের আলোকে কিছু বজ্রপাতের ঘটনা এবং পৃথিবীর নিজস্ব বায়ুমণ্ডল থেকে নির্গত রহস্যময় গামা রশ্মি নির্গমনের মধ্যে যোগসূত্র নিয়েও গবেষণা করছেন। তাদের গবেষণা থেকে জানা যায় যে, এই গামা বিকিরণের ফোয়ারা বজ্রপাতে আশ্চর্যজনকভাবে কম উচ্চতায় প্রারম্ভিক বিন্দু থেকে উপরের দিকে প্রবাহিত হয়। ডিউক ইউনিভার্সিটির প্র্যাট স্কুল অফ ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের স্টিভেন কামার বলেন, "সূর্য থেকে আসা শক্তির গামা রশ্মির তুলনায় এগুলি বেশি। এবং তবুও এখানে তারা এমন ধরনের স্থলজ বজ্রপাত থেকে আসছে যা আমরা এখানে সব সময় দেখি। এর প্রাথমিক অনুমানগুলি বজ্রপাত উচ্চ বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তৈরি করে এবং মেঘের অনেক উপরে আপেক্ষিকভাবে পালিয়ে যাওয়া ইলেক্ট্রন তুষারপাতের দিকে ইঙ্গিত করে যেখানে পাতলা বায়ুমণ্ডল গামা রশ্মিগুলিকে সহজেই মহাকাশে পালাতে দেয়, যেভাবে স্প্রিট তৈরি হয়। তবে পরবর্তী প্রমাণগুলি পরামর্শ দিয়েছে যে টি. জি. এফগুলি উচ্চ বজ্রপাতের মধ্যে বা ঠিক উপরে আপেক্ষিক ইলেক্ট্রন তুষারপাত চালানোর মাধ্যমে তৈরি হতে পারে। যদিও পালানো গামা রশ্মির বায়ুমণ্ডলীয় শোষণ দ্বারা বাধাগ্রস্ত, এই তত্ত্বগুলির জন্য ব্যতিক্রমী তীব্র বজ্রপাতের প্রয়োজন হয় না যার উপর টি. জি. এফ প্রজন্মের উচ্চ উচ্চতা তত্ত্বগুলি নির্ভর করে। টি. জি. এফ-এর ভূমিকা এবং বজ্রপাতের সাথে তাদের সম্পর্ক চলমান বৈজ্ঞানিক গবেষণার বিষয় হিসাবে রয়ে গেছে। 2009 সালে, পৃথিবীর কক্ষপথে ফার্মি গামা-রে স্পেস টেলিস্কোপ একটি ঝড় গঠন থেকে বেরিয়ে আসা পজিট্রন ধ্বংসের সাথে সম্পর্কিত গামা রশ্মির তীব্র বিস্ফোরণ পর্যবেক্ষণ করে। কোনও তীব্র গামা রশ্মি বিস্ফোরণের সাথে কয়েকটি পজিট্রন দেখে বিজ্ঞানীরা অবাক হবেন না, তবে ফার্মি দ্বারা সনাক্ত করা বজ্রপাতের ফ্ল্যাশ প্রায় 100 ট্রিলিয়ন পজিট্রন তৈরি করেছে বলে মনে হয়। এটি 2011 সালের জানুয়ারিতে সংবাদ মাধ্যম দ্বারা রিপোর্ট করা হয়েছিল এবং এর আগে কখনও পর্যবেক্ষণ করা হয়নি। টি. জি. এফ অধ্যয়নের জন্য নিবেদিত একটি পরীক্ষা অ্যাটমোস্ফিয়ার-স্পেস ইন্টারঅ্যাকশনস মনিটর (এ. এস. আই. এম) 2018 সালের 2রা এপ্রিল আন্তর্জাতিক মহাকাশ স্টেশনে চালু করা হয় এবং 2018 সালের 13ই এপ্রিল কলম্বাস এক্সটার্নাল পেলোড ফ্যাসিলিটিতে স্থাপন করা হয়। জনপ্রিয় সংস্কৃতিতে ডার্ক লাইটনিংকে ম্যানিফেস্ট টিভি সিরিজে ফ্লাইট 828-এর ভবিষ্যতের পাঁচ বছর ভ্রমণের কারণ হিসাবে দেখানো হয়েছিল। আরও দেখুন গামা-রে বিস্ফোরণ লাল স্প্রাইট নীল জেট বজ্রপাত রেফারেন্স আরও পড়া গামা রশ্মি পৃথিবীর বায়ুমণ্ডল ভিডিও ক্লিপ সম্বলিত নিবন্ধ