Физики обнаружили грозовые гамма-вспышки нового типа
Во время грозы возникают вспышки гамма-излучения разной интенсивности. Механизм их развития и связь с молниями остаются во многом загадочными. В новой работе ученые показали, что грозовые гамма-вспышки гораздо более распространены и разнообразны, чем принято было считать.
Гром и молнии — лишь вершина айсберга, скрывающего в себе целый класс высокоэнергетических явлений в атмосфере во время грозы. Так, в 1994 году на спутнике NASA «Обсерватория Комптон», наблюдавшем за гамма-всплесками в космосе, случайно зарегистрировали вспышку гамма-излучения с Земли.
В последующих работах подтвердили существование земных гамма-вспышек высокой интенсивности (terrestrial gamma-ray flashes). Кроме них, известно еще о менее интенсивных и более продолжительных свечениях гамма-лучей (gamma-ray glows). Характеристика и механизм зарождения этих явлений не вполне ясны.
Ученые из ЕС и США проанализировали данные летающей авиалаборатории за 2023 год, регистрировавшей гамма-лучи во время океанских и сухопутных гроз в Карибском бассейне и над Центральной Америкой. Их исследование в виде двух статей вышло в журнале Nature.
«Во время гроз происходит гораздо больше, чем можно себе представить. Выяснилось, что все такие крупные события генерируют гамма-лучи весь день во многих различных формах», — прокомментировал исследование Стив Каммер из Дьюкского университета (США), соавтор обеих работ.
В общих чертах механизм образования гамма-излучения во время грозы известен. Сначала внутри взвеси воды, града, льда, образующих тучу, возникает электростатический заряд. Положительно заряженные частицы оказываются сверху, отрицательно заряженные опускаются вниз. Возникает сильнейшее электрическое поле, которое ускоряет оказавшиеся там электроны. Сталкиваясь случайно с молекулами воздуха, они выбивают из них высокоэнергетические электроны. А те выбивают еще и еще. Процесс принимает лавинообразный характер, порождая массу вторичных частиц, включая гамма-кванты.
Для исследования ученые воспользовались лабораторией NASA ER-2, переоборудованной из самолета-шпиона времен холодной войны U2. Машина летает в два раза выше, чем гражданские суда, поднимаясь над грозовыми тучами. У нее высокая скорость, что позволяет быстро перемещаться, выбирая наиболее перспективные грозовые тучи. Исследователи совершили на ней 10 полетов в течение месяца над тропическими областями Флориды.
В первой статье Николай Остгаард из Бергенского университета (Норвегия) с коллегами описал новый тип вспышек-гамма излучения — мерцающий. Они состоят из импульсов продолжительностью примерно 250 миллисекунд, тогда как земные гамма-вспышки длятся в два раза меньше. Всего исследователи зарегистрировали 24 мерцающих события во время пяти полетов выше грозы. Из них 17 сопровождались молниями.
Авторы предположили, что мерцающая гамма-вспышка начинается как свечение, которое затем внезапно наращивает интенсивность и превращается в серию импульсов. Не исключено, что мерцающие гамма-вспышки служат спусковым крючком для некоторых молниевых разрядов. По мнению ученых, мерцание — это промежуточное звено между гамма-свечением и земной гамма-вспышкой.
Во второй работе ученые во главе с Мартино Марисалди, тоже из Бергенского университета, исследовали свойства гамма-свечения, которое характеризуется меньшей интенсивностью. Они зарегистрировали события во время шторма, охватившего площадь в 9000 квадратных километров и длившегося три часа.
Выяснилось, что гамма-излучение этого типа не редкое и принимает разные формы. Всего во время девяти из 10 полетов зарегистрировал более чем 500 гамма-свечений длительностью от одной до 10 секунд каждое. Это идет вразрез с предыдущими работами, фиксировавшими равномерно распространяющиеся, более длительные вспышки — на десятки, сотни секунд.
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Мы много знаем о том, как цивилизации до нас строили дома и дороги, но с объектами материальной культуры дела обстоят сложнее. Ремесленные техники часто хранились в строгом секрете и могли быть случайно утрачены при неудачном стечении обстоятельств. Так случилось с ювелирной техникой цзинь чжэ сы.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Ученые Южного федерального университета исследовали новую светочувствительную молекулу и обнаружили, что она ведет себя совсем не так, как ожидалось. Благодаря необычным свойствам она может стать основой для создания умных материалов, сенсоров и лекарств, которые будут активироваться светом именно там, где нужно, например, для борьбы с опасными бактериями.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии