Списаний літак-розвідник часів холодної війни знайшов щось дивне в грозах: вони радіоактивні

NASA відправило списаний літак розвідник часів холодної війни на місію з переслідування штормів — науковці виявили, що великі грози дуже радіоактивні. Вони виробляють так багато гамма-випромінювання, що хмари фактично світяться ним, пише Inverse.

У новій місії вчені використали дослідницький літак ER-2 NASA для вивчення гамма-променів у тропічних грозах. Космічний фізик із Університету Бергена Ніколай Остгаард з колегами нарешті опублікували свої висновки.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Під час дослідження списаний літак-розвідник NASA часів холодної війни пролітав над вершинами хмар потужних гроз над Карибським морем і Центральною Америкою і помітив, що грозові хмари світяться гамма-променями. Прилади літака реєстрували яскраві, швидкі спалахи гамма-випромінювання щоразу, коли блискавки проносилися крізь хмари, а також постійне мерехтливе світіння високоенергетичного випромінювання в хмарах між спалахами. Крім того, вчені зафіксували два коротких сплески гамма-випромінювання, які раніше не спостерігалися.

Цікаво, що 9 із 10 гроз, над якими пролітав літак, супроводжувалися гамма-випромінюванням. Це свідчить про те, що великі грози викидають гамма-випромінювання дуже часто. Автори дослідження тепер вважають, що результати їхньої роботи можуть пролити світло на те, як саме утворюються блискавки. Зазначимо, що вченим багато що відомо про блискавки, проте процес їхнього утворення все ще не до кінця зрозумілий метеорологам.

Це не вперше, коли науковці зафіксували гамма-промені від великих гроз. У 1990-х роках вони потрапили на датчики на супутниках NASA, заточені на вивчення гамма-сплесків, які випромінюють мертві зірки, що стикаються в мільйонах світлових років від нас. На жаль, прилади супутників не були призначені для вивчення випромінювання, що походить від Землі, а тому спалахи гамма-променів, що спричиняють грози, залишалися загадкою.

У той час U-2 був сконструйований спеціально для вивчення подій, що відбуваються трохи нижче його крейсерської висоти у 21 336 метрів. Після завершення холодної війни NASA роздобуло пару цих літаків і переобладнало їх для наукових досліджень, замість шпигунських. У результаті списані літаки-розвідники допомогли вченим вивчити верхні шари атмосфери та протестувати прилади для майбутніх супутників.

На основі нових місій вчені виявили, що великі грози випускають гамма-промені набагато частіше, ніж будь-хто міг собі уявити. Шторми генерують неймовірно сильні електричні поля і вони діють як гігантські прискорювачі частинок, вистрілюючи електронами по небу на величезній швидкості. Коли один із них неминуче врізається в молекулу повітря, це зіткнення вивільняє сплеск енергії та розсіює субатомні частинки. Енергія кожного зіткнення збільшується, поки підсумку не випускає гамма-промені.

Вчені виявили, що найбільші грози продукують гамма-промені набагато частіше, ніж вважалося раніше. Передбачається, що це пов'язано з тим, що їхні сильні електричні поля діють як прискорювачі частинок і жбурляють електрони по небу з величезною швидкістю — простими словами, доти, доки ці швидкі електрони не вріжуться в молекулу повітря.

Зіткнення вивільняє сплеск енергії та розсіює субатомні частинки, що призводить до більшої кількості зіткнень і більшої кількості сплесків енергії. Зрештою, зіткнення відбуваються з енергією, достатньою для створення невеликих ядерних реакцій, що вивільняють сплески гамма-променів.

За словами співавтора дослідження Стівена Каммера з Університету Дюка, як виявилося, усі великі грози генерують гамма-промені впродовж усього дня в багатьох різних формах. Зазначимо, що ядерні реакції, які виникають під час зіткнення швидких електронів з молекулами повітря під час гроз, значно менші за ядерну бомбу. Ба більше, такі реакції зовсім не означають, що літаки чи пасажири в них зовсім не перебувають у небезпеці.

Автори дослідження виявили, що спалахи блискавок відбуваються не лише у видимому світлі, більшість земних спалахів гамма-випромінювання сталися разом із великими спалахами блискавок і тривають лише мільйонні частки секунди. Науковці вважають, що розряд блискавки дає додатковий імпульс енергії тим уже надзарядженим електронам, що мчать довкола грозової хмари, тож їхні зіткнення можуть спричинити ядерні реакції, які вивільняють гамма-промені.

Прилади літака-шпигуна також зафіксували два раніше невідомі типи гамма-спалахів у хмарах: дуже короткі яскраві спалахи випромінювання, що не збігалися з блискавками:

• перший — серія коротких спалахів, що швидко миготять, триває близько десятої частки секунди. Їх охрестили "мерехтливими гамма-спалахами";
• другий — надзвичайно швидкий сплеск гамма-променів, що випускається всього за тисячну частку секунди.

Раніше Фокус писав про те, що над океанами вирує новий вид гроз, їм краще ніколи не виходити на берег.