번개는 밝은 섬광으로 하늘을 비추고 다양한 모양을 취할 수 있지만, 번개를 그리려면 거의 확실하게 지그재그를 긁어낼 것입니다. 하지만 벼락이 나뭇가지와 같은 모양을 갖게 된 이유는 무엇입니까? 번개가 뇌운과 땅 사이를 일직선으로 방출하지 않고 하늘을 가로질러 지그재그로 나타나는 이유는 무엇일까요?

연구자들이 번개가 구부러진 이유를 풀기 시작했지만 번개의 많은 메커니즘은 미스터리로 남아 있습니다. "우리는 지구 에 있는 대부분의 것들에 대해 모두 알고 있습니다. 과학자들은 [월식과 일식] 일식을 1초 이내에 예측할 수 있습니다."라고 John Lowke 는 말했습니다. 남호주 대학의 물리학자이자 번개의 "계단형 패턴"을 조사하는 연구의 주 저자인 은 라이브 사이언스에 말했습니다. "그러나 일반적인 오래된 번개에 대해서는 여전히 큰 미스터리가 있습니다."

연구에서 2022년 12월 Journal of Physics D: Applied Physics 에 발표된 연구, Lowke와 동료들은 번개의 특징적인 지그재그 패턴이 볼트가 땅을 향해 이동할 때 때로는 먼 거리에 걸쳐 불규칙하게 축적 되는 높은 전도성 형태의 산소 에 의해 발생한다고 제안합니다.

매우 빠른 번개 사진은 뇌운의 바닥에서 분기되는 이온화된(전하를 띤) 공기의 "리더"가 번개 앞에 있음을 보여줍니다. 대부분의 경우 이러한 리더는 너무 희미해서 육안으로 볼 수 없습니다.

계단식 패턴을 형성하는 것은 최종 번개가 아니라 이러한 리더라고 Lowke는 말했습니다.

공기는 일반적으로 절연체 역할을 하지만 리더는 "일중항 델타 산소"라고 하는 특수한 형태의 고도전도성 산소, 즉 정상보다 낮은 에너지 상태를 가진 산소 분자가 고농축된 영역을 만듭니다.

약 50미터 길이의 "단계"인 리더의 각 "지그 재그"는 이러한 영역에서 방전되는 전하로 인해 발생한다고 Lowke는 말했습니다.

마지막 단계의 강력한 자기장은 거의 순간적으로 대기의 일반 산소 분자에서 추가 단일 델타 산소 분자를 생성하며 이 높은 전도성 산소의 농도는 단계가 끝나는 모든 방향으로 분기될 수 있다고 그는 설명했습니다.