Будучи страстным энтузиастом космоса и самопровозглашенным «охотником за штормами», это открытие о радиоактивной природе гроз оставило меня совершенно очарованным! В детстве меня всегда восхищали как тайны космоса, так и необузданная сила ярости Матери-Природы — и теперь кажется, что эти две мои страсти столкнулись самым необычным образом.
НАСА перепрофилировало старый самолет-разведчик времен Холодной войны для исследования штормов, обнаружив, что сильные грозы демонстрируют высокий уровень радиоактивности.
Новое исследование показывает, что интенсивные грозы излучают настолько высокий уровень гамма-излучения, что создается впечатление, что облака излучают его, как это наблюдалось исследовательским самолетом НАСА ER-2 во время исследования гамма-лучей во время тропических штормов. Команда под руководством Николая Остгаарда из Бергенского университета опубликовала свои результаты в престижном журнале Nature.
Грозы радиоактивны
Бывший разведывательный самолет НАСА времен времен Холодной войны, пролетая немного над высокими слоями облаков над Карибским морем и Центральной Америкой, обнаружил грозовые облака, излучающие гамма-лучи. Бортовое оборудование регистрировало интенсивные, мимолетные импульсы гамма-излучения всякий раз, когда молния ударяла в облака, а также постоянное свечение высокоэнергетического излучения в облаках между вспышками и, по-видимому, два новых типа коротких гамма-всплесков. .
Среди 10 штормов, через которые прошел самолет, девять содержали гамма-лучи, что указывает на то, что мощные штормы часто генерируют гамма-лучи удивительным образом.
Полученные результаты могут дать представление о конкретных механизмах генерации молний — явления, которое метеорологам еще предстоит полностью понять из-за его сложных деталей.
Джозеф Дуайер, физик из Университета Нью-Гемпшира, упомянул в своем заявлении, что, несмотря на распространенное мнение, молнию часто упускают из виду как малоизученную тему.
Погоня за штормом на самолете-шпионе
В 1990-х годах гамма-всплески, вызванные сильными грозами, поражали датчики спутников НАСА, которые в первую очередь были предназначены для обнаружения гамма-лучей от далеких столкновений умирающих звезд. Поскольку эти спутниковые инструменты не были оборудованы для столь близкого анализа планетарного излучения, кратковременные выбросы гамма-излучения от штормов (позже известные как земные гамма-вспышки) изначально не рассматривались как тривиальные открытия.
Вопреки распространенному мнению, самолет-шпион U2 был спроектирован с конкретной целью: исследовать явления, происходящие на высоте полета около 70 000 футов. После деэскалации холодной войны НАСА приобрело пару этих самолетов и переоборудовало их для научных целей, а не для шпионажа. Эти самолеты, теперь известные как ER-2, сыграли решающую роль в исследованиях атмосферы и тестировании спутникового оборудования. Недавно один из них парил над грозами Карибского бассейна и Центральной Америки, оснащенный устройствами, обнаруживающими гамма-лучи.
Согласно его заявлению, Остгаард недавно заметил, что нам следует летать прямо над верхушками облаков, как можно ближе к источнику гамма-излучения. Во время своих недавних полетов Остгаард и его команда зафиксировали 130 случаев земных гамма-вспышек.
Благодаря данным было обнаружено, что сильные грозы испускают гамма-лучи чаще, чем считалось ранее. Это связано с тем, что грозы создают чрезвычайно мощные электрические поля, которые действуют как гигантские ускорители частиц, разгоняя электроны по небу с невероятной скоростью. Когда эти ускоряющиеся электроны сталкиваются с молекулами воздуха (которых много в небе), это приводит к выбросу энергии и рассеянию субатомных частиц, быстро движущихся в различных направлениях. Энергия от каждого столкновения накапливается, пока в конечном итоге не высвобождается гамма-лучи.
Было обнаружено, что сильные грозы часто излучают больше гамма-лучей, чем ожидалось, прежде всего потому, что их мощные электрические поля ведут себя как ускорители электронов, быстро продвигая их по небу, пока они не сталкиваются с молекулами атмосферы. Эти удары генерируют энергетические всплески и рассеивают субатомные частицы, движущиеся на высоких скоростях, вызывая дальнейшие столкновения и энергетические всплески. По мере того, как эти столкновения накапливают энергию, они вызывают небольшие ядерные реакции, которые испускают гамма-лучи и даже создают мимолетную антиматерию.
По словам исследователя из Университета Дьюка Стивена Каммера, который участвовал в последнем исследовании, выяснилось, что сильные грозы непрерывно в течение дня производят гамма-лучи в различных формах.
Недружелюбное небо?
Во время грозы крошечные ядерные реакции, вызванные столкновением быстрых электронов с молекулами воздуха, не должны вызывать тревогу, поскольку они гораздо менее мощны, чем ядерная бомба. Выброс радиации не является поводом для беспокойства о потенциальном вреде близлежащим самолетам или их пассажирам, по крайней мере, из-за радиационного воздействия. Однако неразумно летать сквозь сильные штормы по причинам, не связанным с радиационной опасностью.
Каммер отмечает, что сейчас он не испытывает большего беспокойства по поводу полетов, чем раньше, несмотря на недавние знания. Он объясняет, что радиация не была бы главной проблемой, если бы кто-то оказался в такой ситуации. Вместо этого самолеты избегают активных грозовых центров, поскольку они характеризуются сильной турбулентностью и сильным ветром.
Жуткое гамма-свечение
Молния излучает не только видимый свет; многие вспышки гамма-излучения, обнаруженные самолетами НАСА, совпадают с большими разрядами молний. Эти гамма-всплески происходят всего за миллионные доли секунды. Исследователи под руководством Остгаарда предполагают, что во время разряда молнии энергия, передаваемая высокозаряженным электронам, циркулирующим внутри грозового облака, усиливается. Эта дополнительная энергия позволяет столкновениям этих электронов инициировать ядерные реакции, приводящие к испусканию гамма-лучей.
Проще говоря, пики самых крупных и интенсивных штормов постоянно светятся мерцающим зловещим гамма-излучением. Такие исследователи, как Остгаард, описывают эти облака, излучающие гамма-лучи, как воду, кипящую при слабом кипении. Это свечение может сохраняться в течение нескольких минут, а непрерывное выделение энергии может предотвратить перерастание шторма в еще более мощные гамма-всплески.
Оборудование самолета-разведчика обнаружило в облаках два новых вида коротких и интенсивных импульсов гамма-излучения, которые не соответствовали молниям. Один тип представляет собой быструю последовательность коротких всплесков, каждая из которых длится примерно одну десятую секунды и которые Остгаард и его команда вместе называют «мерцающими гамма-вспышками».
По словам Мартино Марисалди, космического физика из Бергенского университета и одного из авторов исследования, их практически невозможно обнаружить из космоса. Однако, когда вы летите на высоте 12,5 миль, вы подходите настолько близко, что ясно их видите.
Что интересно, недавно я наткнулся на потрясающе быстрое излучение гамма-лучей – все происходящее в мгновение ока, или, точнее, за тысячную долю секунды!
Каммер находит последнюю пару типов гамма-излучения особенно интересной. В отличие от обычных триггеров молнии, они появляются спонтанно и не связаны напрямую. Однако предварительные данные позволяют предположить, что они могут быть связаны с загадочными механизмами, вызывающими вспышки молний, — феномен, который до сих пор не до конца понятен исследователям.
Смотрите также
- «С чего начать?»: Эндрю Гарфилд назвал Мерил Стрип, Зендаю, Райана Гослинга и ЭТИХ знаменитостей среди актеров, с которыми он хотел бы когда-нибудь поработать
- Когда Тейлор Свифт рассказала о своей дружбе с Бейонсе и назвала ее «самой драгоценной жемчужиной человека»
- Дайонн Уорвик разъясняет свое замечание после того, как сказала, что ей не нравится ЭТО. Слова Сабрины Карпентер: «Это была шутка»
- Макс только что тихо выпустил самый тревожный триллер года в жанре ужасов о теле
- NAVI vs. G2 Esports Grand Final, результаты и обновления | Осенний финал BLAST 2024
- 20 лет назад два физика сделали революционное открытие, которое навсегда изменило технологию
- 25 лет спустя директор профессионального фигуриста Тони Хоука рассказывает, как «Звездные войны» сломали игру
- Jelly Roll дебютирует на SNL на премьере 50-го сезона с камео-сюрпризом с участием ЭТОЙ звезды Hacks
- Боуэн Ян из SNL пошутил о преследовании фаната Чаппелла Роана во время скетча с Бегемотом Му Дэном
- Netflix добавит 54 новых фильма и шоу на этой неделе (29 сентября 2024 г.).
2024-10-02 23:58