Группа ученых из НАСА и Университета Дьюка раскрыла тайну происхождения высокоэнергетического гамма-излучения, возникающего во время гроз. Исследование, опубликованное в журнале Nature, показало, что такие всплески гамма-волн происходят гораздо чаще, чем считалось ранее.
Во время гроз электрические поля внутри облаков приводят к формированию высокоэнергетических частиц, включая гамма-лучи. Этот процесс начинается, когда сильное электрическое поле ускоряет электроны до высокой скорости. Взаимодействие этих частиц с молекулами воздуха приводит к каскадной реакции, которая создает гамма-излучение и другие формы вещества и энергии, включая антиматерию.
Для более детального изучения этого явления ученые использовали самолет-шпион НАСА ER-2, который летел на высоте 20 километров над активными грозовыми облаками. Этот специально модифицированный самолет позволил фиксировать гамма-излучение в реальном времени.
Исследование показало, что гамма-излучение сопровождает почти каждую крупную грозу, особенно в тропических регионах. В половине случаев наблюдалось низкоуровневое постоянное излучение, которое ученые сравнивают с кипящим котлом. Это явление ограничивает накопление энергии внутри грозы и препятствует более мощным всплескам.
Кроме того, ученые зафиксировали несколько видов кратковременных гамма-всплесков, некоторые из которых ранее не наблюдались. Один из видов всплесков длится менее тысячной доли секунды, а другой представляет собой серию коротких повторяющихся вспышек. Эти всплески не связаны с молнией и могут указывать на новые механизмы их возникновения.
Несмотря на высокую энергию излучения, ученые подчеркивают, что она не представляет угрозы для авиации или людей, так как самолеты обычно избегают летать в непосредственной близости от активных гроз из-за других опасностей, таких как турбулентность.