Pada 28 Juli 2025, tim peneliti dari Penn State University, yang dipimpin oleh Profesor Victor Pasko, mengungkap mekanisme pemicu petir dalam awan badai. Penelitian ini dipublikasikan dalam Journal of Geophysical Research.
Tim tersebut menggunakan pemodelan matematika untuk menjelaskan bagaimana medan listrik kuat dalam awan badai mempercepat elektron yang bertabrakan dengan molekul seperti nitrogen dan oksigen, menghasilkan sinar-X dan memicu reaksi berantai elektron yang mengarah pada pembentukan petir. Penelitian ini memberikan penjelasan kuantitatif pertama tentang bagaimana petir dimulai di alam, menghubungkan sinar-X, medan listrik, dan fisika longsoran elektron.
Selain itu, penelitian ini menjelaskan mengapa kilatan sinar gamma terestrial sering kali dihasilkan tanpa kilatan cahaya dan ledakan radio, yang merupakan tanda khas petir selama cuaca badai. Dalam pemodelan mereka, sinar-X berenergi tinggi yang dihasilkan oleh longsoran elektron relativistik menghasilkan elektron baru yang didorong oleh efek fotolistrik di udara, dengan cepat memperkuat longsoran ini. Reaksi berantai ini dapat terjadi dengan kekuatan yang sangat bervariasi, sering kali menghasilkan tingkat sinar-X yang terdeteksi, sementara disertai dengan emisi optik dan radio yang sangat lemah. Hal ini menjelaskan mengapa kilatan sinar gamma ini dapat muncul dari wilayah sumber yang tampak redup secara optik dan senyap radio.
Penelitian ini berpotensi meningkatkan pemahaman kita tentang proses inisiasi petir dan dapat berkontribusi pada prakiraan cuaca yang lebih akurat serta pemahaman yang lebih dalam tentang listrik atmosfer.