Блискавки створюють найпотужніше випромінювання в атмосфері: фізики вперше з'ясували яким чином (фото)
Учені вперше зафіксували момент, коли два електричні струми стикаються, утворюючи блискавку, що вперше дало можливість з'ясувати, як блискавки створюють спалахи гамма-випромінювання на Землі.
Дослідження опубліковано в журналі Science Advances, пише ScienceAlert.
У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!
Нагадуємо, що блискавка являє собою електричний розряд, який виникає під час грози і супроводжується спалахами світла. Тепер же фізики вперше змогли підтвердити теорію про те, що земні гамма-спалахи, або TGF, які пов'язані з появою блискавки, є результатом потужного електричного поля, яке прискорює електрони майже до швидкості світла.
Блискавки проходять шлях між грозовими хмарами і землею досить швидко, але не миттєво і потрібен шлях, який розчищає в атмосфері лідер блискавки. Повітря не дуже добре проводить електрику, але накопичення електричних зарядів в атмосфері через грозу може створити іонізований канал повітря, по якому можуть текти електричні струми. Це лідер блискавки, і він може виходити як донизу з грозових хмар, так і вгору від землі.
Вважається, що TGF виникають внаслідок прискорення електронів до майже швидкості світла (300 000 км/год) у сильних електричних полях, які створюють грози. Це прискорення електронів відоме, як релятивістські лавини електронів, що тікають. Коли електрони раптово сповільнюються через зіткнення з ядрами атомів в атмосфері Землі, то вони втрачають енергію і це проявляється у вигляді гамма-випромінювання.
Фізики використовували спеціальний пристрій для зйомки блискавок, що стикаються, на декількох довжинах хвиль світла. Цей пристрій здатний фіксувати такі події в масштабах мікросекунд. У результаті вчені з'ясували, що TGF і удар блискавки не виникають одночасно. Радше земні гамма-спалахи виникають до удару блискавки. Фізики спостерігали два лідери блискавок, один з яких був негативно заряджений і летів вниз від грозової хмари, а інший був позитивно заряджений і летів угору від землі.
Прямо перед зустріччю двох протилежно заряджених лідерів блискавок між ними виникло сильне електричне поле, в якому електрони були прискорені майже до швидкості світла. Вчені виявили перший фотон (частинка світла) гамма-випромінювання всього за 31 мікросекунду, тобто 31 мільйонну частку секунди, до зіткнення лідерів блискавок. Повний спалах гамма-випромінювання тривав протягом 20 мікросекунд після того, як лідери блискавки зустрілися, щоб сформувати удар блискавки.
Фізики вперше зафіксували цей процес. Нове дослідження пропонує нове розуміння того, як грози можуть створювати достатньо енергії для створення гамма-випромінювання. Це світло з найвищою енергією в електромагнітному спектрі.
Вчені кажуть, що можливість вивчати такі процеси, як земні гамма-спалахи, які виникають у блискавках, дає змогу краще зрозуміти високоенергетичні процеси, що відбуваються в атмосфері Землі.
Також Фокус писав про те, що блискавки потенційно можуть допомогти створити необхідні хімічні сполуки для появи життя на інших планетах. Нове дослідження показало, чи могло таким чином з'явитися життя на планеті, яка схожа на Землю, біля найближчої до нас зірки.
Також Фокус писав про те, що цього року відбудеться перше в історії стикування приватних супутників на орбіті. Американська компанія Starfish Space спробує провести стикування свого космічного апарату Otter із супутником іншої компанії на низькій навколоземній орбіті. Це буде перше в історії стикування такого роду і воно має далекосяжні наслідки для майбутніх супутників.