|
Гамма-всплеск, вызванный столкновением молний
|
|
|
|
Молния - это явление, которое завораживает человечество с незапамятных времен, являясь ярким примером мощи и непредсказуемости мира природы. Хотя изучение молний может быть сложной задачей, за последние годы ученые добились больших успехов в развитии нашего понимания этого экстремального зрелища.
|
|
|
|
Исследование, опубликованное в журнале Science Advances под руководством исследователей из Университета Осаки, описывает первое в мире наблюдение интенсивного всплеска излучения, известного как земная гамма-вспышка (TGF), синхронизированного с разрядом молнии.
|
|
|
|
"Возможность изучать экстремальные процессы, такие как TGF, возникающие при ударе молнии, позволяет нам лучше понять высокоэнергетические процессы, происходящие в атмосфере Земли", - объясняет Юки Вада, ведущий автор исследования.
|
|
|
|
Ранее была выдвинута гипотеза, что TGF возникают в результате грозовых разрядов в результате ускорения электронов до очень высоких скоростей. Однако кратковременный характер этого явления, которое длится всего десятки микросекунд, затрудняет подтверждение этой гипотезы.
|
|
|
|
В этом исследовании использовалась современная мультисенсорная установка для наблюдения за TGF, возникающими в результате грозовых дождей в городе Канадзава, префектура Исикава, включая оптическое, радиочастотное и высокоэнергетическое излучение.
|
|
|
|
|
|
|
Наблюдались два пути разряда: один спускался от грозового облака к наземной опоре электропередачи, а другой поднимался в противоположном направлении. Исследователи обнаружили, что непосредственно перед тем, как два пути разряда встретились, произошло ТГФ, создающее высококонцентрированное электрическое поле, которое разгоняло электроны в воздухе до скорости, близкой к скорости света.
|
|
|
|
Первый фотон TGF был замечен за 31 микросекунду до столкновения траекторий разряда, а полный всплеск продолжался в течение 20 микросекунд после того, как они встретились, чтобы сформировать удар молнии. В результате столкновения лидеров молний произошел разряд мощностью -56 кА.
|
|
|
|
Это наблюдение вносит важный вклад в решение давней загадки о том, как молния генерирует достаточно энергии для образования гамма—лучей - явлений, обычно связанных с космическими событиями, такими как вспышки сверхновых или выбросы черных дыр. Исследование также подтверждает новые теории о динамике лидера молний и потенциальной роли теплового выброса или релятивистской обратной связи в этих экстремальных вспышках.
|
|
|
|
"Наблюдения с использованием нескольких датчиков, проведенные здесь, являются первыми в мире; хотя некоторые загадки остаются, этот метод приблизил нас к пониманию механизма этих захватывающих радиационных всплесков", - говорит Харуфуми Цутия, старший автор исследования.
|
|
|
|
Это исследование дает не только редкую возможность заглянуть во внутренний мир молнии, но и ценные данные, которые могут быть использованы для повышения безопасности и устойчивости конструкций, уязвимых к атмосферным явлениям высокой энергии.
|
|
|
|
Источник
|
