UA / RU
Поддержать ZN.ua

Погодный феномен приводит к появлению гамма-лучей в атмосфере: о нем никто не знал

Загадочное явление оставалось незамеченным на протяжении сотен лет.

Ученые выяснили, откуда берутся гамма-лучи в атмосфере

Ученые выяснили, откуда берутся гамма-лучи в атмосфере

Электрическое влияние грозы не ограничивается только верхними слоями атмосферы. Вблизи поверхности Земли «гудят» интенсивные электрические поля, которые ускоряют частицы, выбрасывая электроны таким образом, что атомы начинают светиться гамма-лучами. Армянские ученые изучили этот процесс и пришли к выводу, что за ним стоит неизвестное метеорологическое явление, сообщает Science Alert.

В лаборатории космических лучей Национальной научной лаборатории имени Алиханяна на горе Арагац физик Ашот Чилингарян и его коллеги работали над изучением усиления наземных гроз, или TGE.

Читайте также: Странные изменения в глубоководных течениях «ошеломили» ученых

Чилингарян отметил, что это электромагнитное усиление было упущено из виду в исследованиях гроз. Но оно может быть важным для понимания физики Вселенной, от гроз на Земле до космических лучей, которые проходят огромные расстояния в космосе.

«Каждый день происходит 40 000 гроз. Многочисленные сети, обнаруживающие атмосферные разряды, и спутники с точными оптическими приборами отслеживают вспышки молний. Тем не менее, когда мы начали исследования TGE, никто не отслеживал огромный поток мегаэлектронвольтных (МэВ) электронов, бомбардирующих нашу планету и пространство над ней. Мы создали сеть детекторов частиц SEVAN десять лет назад для мониторинга TGE в Восточной Европе, Германии и Армении. Ускорители электронов с энергией в десятки МэВ охватывают огромные объемы в атмосфере и многие квадратные километры на поверхности Земли. Этот огромный поток сопровождает жизнь на Земле на протяжении миллиардов лет ее эволюции и, безусловно, влияет на все аспекты геопространства и биосферы», — заявил Чилингарян.

TGE состоят из электрических полей в атмосфере, создаваемых грозами. В этих электрических полях электроны разгоняются до скоростей, близких к скорости света. Они известны как релятивистские лавины убегающих электронов, которые движутся по электрическому полю как к земле, так и вверх в атмосферу. Именно эти электроны производят излучение.

Когда они внезапно замедляются, отклоняясь в результате столкновения с атомным ядром в атмосфере, потеря энергии проявляется в виде гамма-лучей.

Используя свою сеть детекторов, Чилингарян и его коллеги собрали данные о грозах по всей Европе в 2023 году. Они провели подробные измерения электронов и гамма-излучения, которые произошли во время 56 интенсивных TGE, которые они зарегистрировали.

Наиболее интенсивные TGE в основном происходили с мая по июль, а самый мощный был зафиксирован на горе Ломницкий штит в Словакии в мае. В этом событии поток частиц был в 100 раз выше обычного уровня при ясной погоде. Всего было семь событий, которые превысили поток ясной погоды более чем на 75%.

К удивлению для себя, ученые обнаружили, что электрическое поле находится гораздо ближе к земле, чем они ожидали. Они измерили сильную напряженность электрического поля на высоте до 50 метров над землей.

«Это открытие ошеломило метеорологов, которые не поверили в него, пока мы не представили исчерпывающие доказательства», — отметил Чилингарян.

По словам авторов исследования, постоянство ускорения, способное поддерживать поток частиц в течение нескольких минут, а также низкая высота электрического поля раскрывают новые подробности о структуре атмосферных электрических полей и гроз, о которых раньше не было известно.

Ранее ученые заявили о том, что пыль, которая перемещается из пустыни Сахара, обеспечивает жизнь на дне морской пищевой цепи критически важными питательными веществами.