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 Международная исследовательская группа с участием ученых Сколтеха разработала способ создания одномерных квантовых проводов в структурах из двух разных двумерных материалов — диселенида молибдена и диселенида вольфрама. В основе технологии, которую представят на конференции «Микроэлектронные системы-2026» в Сколтехе, лежит растяжение слоев, при котором меняется взаимное расположение атомов между слоями, а вместе с ним — электронные и оптические характеристики. Это позволяет настраивать поведение материала без химических добавок и сложной обработки. Такой подход может лечь в основу гибкой электроники и устройств, реагирующих на давление, изгиб или растяжение.
Сотрудники Центра языка и мозга НИУ ВШЭ приняли участие в редкой для детской нейрохирургии операции с пробуждением у 11-летнего пациента с фармакорезистентной эпилепсией. Совместно с врачами НПЦ специализированной медицинской помощи детям имени В.Ф. Войно-Ясенецкого в Солнцево они сопровождали удаление участка левой височной доли, где был выявлен эпилептический очаг.
Медоносные пчелы Apis mellifera хуже переучивались на новый запах, если между запахом и наградой появлялась пауза, а во время обучения мигал свет. Это показало, что насекомые используют не только простые рефлексы, но и процессы, похожие на внимание и осознанное отслеживание связи между событиями.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
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