Злиття блискавок на Землі породжує потужні гамма-спалахи

Вперше в історії науковці зафіксували наземний гамма-спалах — один із найпотужніших типів випромінювання у природі. Трапилося це саме в момент удару блискавки. Це відкриття наближає людство до розгадки того, як звичайна гроза може створити енергію, подібну до тієї, що виникає біля чорних дір та нейтронних зір.

Блискавка
Блискавка. Ілюстративне фото: Unsplash

Дослідження очолили науковці з Університету Осаки, а результати опубліковані в журналі Science Advances. Команда використовувала високоточну мультисенсорну систему спостереження у японському місті Каназава. Унікальність спостереження полягає в тому, що дослідникам вдалося зняти момент, коли дві блискавки — одна з грозової хмари, а інша із земної вежі — злилися у повітрі. Всього за 31 мікросекунду до їхнього з’єднання був зафіксований потужний гамма-сплеск. У результаті зіткнення лідерів блискавки виник розряд силою −56 кА.

Мікросекундні події

Наземні гамма-спалахи (TGF — Terrestrial Gamma-ray Flashes) були вперше виявлені ще у 1990-х роках із космосу. Але тоді їхнє походження залишалося незрозумілим. Пізніші дослідження, зокрема спостереження з літаків, що влітали безпосередньо у грозові хмари, вказували на присутність високоенергетичних процесів. Однак наземні вимірювання, такі як ті, що виконали японські науковці, дають точніше уявлення про механізми цих явищ.

Yuuki Wada
Телевізійна вежа, у яку вдарили блискавки під час експерименту. Фото: Yuuki Wada

Як пояснює провідний автор дослідження Юукі Вада, супутникові спостереження обмежені в деталізації. Натомість наземні системи дають змогу фіксувати мікросекундні події, що і дозволило вперше побачити, як саме TGF виникає під час блискавки. Цей спалах не був випадковим — він стався в момент, коли електричне поле між зустрічними блискавками досягло критичної напруги, прискоривши електрони майже до швидкості світла. Ці електрони, стикаючись з атомами повітря, породжують гамма-промені.

Космос для кожного

Магазин від Universe Space Tech

Журнал Марс №1 2024 (190)

До товару

Схема утворення земного гамма-спалаху

Ще один співавтор дослідження, Харуфумі Цучія з Японської агенції атомної енергії, наголошує: це перші у світі мультисенсорні спостереження такого типу. І хоч багато аспектів ще залишаються нез’ясованими, нова методика вже зробила великий крок до розуміння природи цих загадкових сплесків.

Блискавка — не просто атмосферне явище

На відміну від слабших і менш помітних гамма-мерехтінь, які спостерігали під час тропічних гроз, зафіксований спалах був чітко синхронізований з ударом блискавки. Це дозволяє припустити, що саме конкретні електричні умови — миттєве перенапруження електричного поля — є пусковим механізмом для утворення гамма-променів.

У ширшому контексті це відкриття свідчить: блискавка — не просто атмосферне явище, а ще й джерело високоенергетичного випромінювання, подібного до того, яке генерується в екстремальних умовах космосу. Грози, що колись здавалися магічними й були приписані богам, тепер відкриваються перед людством у новому світлі — як надзвичайно складні електрофізичні системи з потенціалом для фундаментальних відкриттів.

Раніше ми повідомляли про те, як був зафіксований найяскравіший гамма-спалах у Всесвіті.

За матеріалами eurekalert.org

Новини інших медіа
У NASA назвали нову дату старту приватної місії Ax-4
Астероїд Бенну спростував існування п’ятої фундаментальної сили природи
Космічна реновація: James Webb виявив популяцію галактик, яка сформувала вигляд Всесвіту
Удар Трампа по LIGO: Всесвіт може «замовкнути» для науки назавжди
На Плутоні виявили абсолютно новий тип клімату в Сонячній системі
Космічна фреска: 800 тис. галактик на величезній панорамі від James Webb
Газ зникає з протопланетних дисків швидше за пил
Світитися, щоб вижити: як складні молекули виживають у космічних хмарах
Фізики створили «бомбу-чорну діру». Навіщо це потрібно і чи варто хвилюватися?
CubeRover от Astrobotic готовий до польоту на Місяць