Группа японских физиков впервые наблюдала момент образования молнии и установила, что именно в этот краткий промежуток времени в атмосфере возникают мощные вспышки гамма-излучения — самые высокоэнергетические формы света.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Science Advances.
Исследование проводилось в городе Канадзава. Команда из Университета Осаки применяла высокочувствительные датчики, которые одновременно регистрировали молнии в радиочастотном диапазоне, оптическом спектре и в области высокоэнергетического излучения.
Научный мир впервые стал свидетелем того, как два разряда — один из атмосферы, а другой от поверхности Земли — стремятся навстречу друг другу. За 31 микросекунду до их соединения в пространстве между ними формируется чрезвычайно сильное электрическое поле, ускоряющее электроны почти до скорости света. Эти электроны при взаимодействии с молекулами воздуха теряют свою энергию и выделяют ее в виде гамма-лучей.
Полная гамма-вспышка занимает всего 50 микросекунд — это мгновение, не воспринимаемое человеческим глазом. Тем не менее, благодаря высокоточным приборам, ученым удалось установить, что гамма-вспышка появляется не после удара молнии, а перед ним.
Это открытие содействует более глубокому пониманию процессов в грозовых облаках и открывает новые горизонты в исследовании того, как наша планета генерирует экстремальные энергетические явления, сопоставимые с теми, которые происходят в дальнем космосе.
Ранее исследователи представили физическую модель шаровой молнии, согласно которой она состоит из фотонов, запертых в осажденной газовой среде. Это исследование дало объяснение стабильности и свечению этого явления, долгое время считавшегося одной из самых загадочных форм молнии.
Гамма-вспышки, связанные с грозовыми процессами, могут вызывать различные эффекты на уровне ионосферы, влияя на радио- и спутниковую связь. Эти изменения в атмосфере могут иметь значительное воздействие на технологии, используемые для передачи данных, что делает данное открытие важным не только для физики, но и для практических приложений в коммуникации.
