Поиск источников грозового гамма-излучения продолжается
Известно, что во время грозы иногда возникают короткие импульсы гамма излучения, мощность которого намного превышает мощность также сопровождающих процесс рентгеновских лучей. Для того чтобы понять природу или хотя бы рассчитать местоположение источников таинственных лучей ученые из Italian Space Agency впервые использовали данные спутникового слежения. Полученные ими новые результаты были опубликованы в статье в журнале Physical Review Letters.
Обычно научный мир вспоминает о гамма-излучении в ракурсе астрофизических катастроф в далеких галактиках или других астрономических событий. Однако в 1994 году аналогичные всплески гамма-излучения были зафиксированы и со стороны земной атмосферы (terrestrial gamma-ray flashes или TGF). Данные наблюдения показывали, что всплески длились несколько миллисекунд и, скорее всего, были связаны с тропическими грозами, проходящими в этот момент над планетой.
Достоверно об источнике данного гамма-излучения неизвестно практически ничего. Это связано со сложностью предсказания в определенной точке и наблюдения грозового процесса. Принятое на сегодняшний день за основное объяснение данного явления гласит, что высокие электрические поля стихийных явлений разгоняют электроны до скоростей, близких к скорости света. При этом гамма-кванты, фиксируемые измерительными приборами, – это ни что иное, как «тормозное излучение» разогнанных частиц, проходящих через слои атмосферы. Но, как было отмечено выше, детали этого процесса, а также его связь с таким явлением, как молния, до сих пор были неизвестны.
Новые данные спутникового наблюдения позволили приоткрыть завесу тайны, скрывающую эти явления. В 2007 году Italian Space Agency запустило новый спутник, получивший название AGILE. Около двух лет назад спутник был переориентирован для наблюдения за земными явлениями, в частности, за наземным гамма-излучением. И первая же информация, поступившая ученым благодаря смене направления исследований, была неожиданностью. Данные, полученные с этого спутника, свидетельствуют о том, что гамма-излучение имеет чрезвычайно высокую энергию – до 60 МЭВ, что было весьма необычно, учитывая предложенное объяснение явления.
Для обнаружения источников столь мощного излучения команда сопоставила спутниковые данные с наземными электрическими измерениями. Но этого оказалось не достаточно. В атмосфере присутствовало множество не связанных с явлением фотоном, таким образом, группа впервые применила данные с калориметра для того, чтобы идентифицировать «нужное» гамма-излучение по его известным свойствам.
В результате за 1,5 года наблюдений группа идентифицировала 9 гамма-квантов, происхождение которых можно было определить достоверно (было доподлинно известно, что все они имеют «наземное» происхождение). Все они «пришли» из области, расположенной на 400 км ниже под спутником. Учитывая параметры измерительных приборов, с достаточно высокой достоверностью можно сказать, что разгоняющее электроны поле было также близко к вертикальному. А «проследив» луч назад можно достаточно легко обнаружить источник излучения.
По мнению ученых, проделанные исследования – достаточно большой шаг вперед. Ведь результаты обработки измерений помогут ученым выяснить связь таинственных импульсов гамма-излучения с молнией.
