Списанный самолет-разведчик времен холодной войны нашел что-то странное в грозах: они радиоактивны

NASA отправило списанный самолет разведчик времен холодной войны на миссию по преследованию штормов — ученые обнаружили, что большие грозы очень радиоактивны. Исследователи обнаружили, что грозы производят там много гамма-излучения, что облака фактически светятся им, пишет Inverse.

В новой миссии ученые использовали исследовательский самолет ER-2 NASA для изучения гамма-лучей в тропических грозах. Космический физик из Университета Бергена Николай Остгаард с коллегами наконец-то опубликовали свои выводы.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

В ходе исследования списанный самолет-разведчик NASA времен холодной войны пролетал над вершинами облаков мощных гроз над Карибским морем и Центральной Америкой и заметил, что грозовые облака светятся гамма-лучами. Приборы самолета регистрировали яркие, быстрые вспышки гамма-излучения всякий раз, когда молнии проносились сквозь облака, а также постоянное мерцающее свечение высокоэнергетического излучения в облаках между вспышками. Кроме того ученые зафиксировали два ранее не наблюдавшихся коротких всплеска гамма-излучения.

Любопытно, что 9 из 10 гроз, над которыми пролетал самолет, сопровождались гамма-излучением. Это указывает на то. Что крупные грозы выбрасывают гамма-излучение поразительно часто. Авторы исследования теперь считают, что результаты их работы могут пролить свет на то, как именно образуются молнии. Отметим, что ученым многое известно о молниях, однако процесс их образования все еще не до конца понятен метеорологам.

Это не в первый раз, когда ученые зафиксировали гамма-лучи от крупных гроз. В 1990-х годах они попали на датчики на спутниках NASA, заточенные на изучение гамма-всплесков, исходящих от мертвых звезд, сталкивающихся в миллионах световых лет от нас. Увы, приборы спутников не были предназначены для изучения излучения, исходящего от Земли, а потому вспышки гамма-лучей, исходящие от гроз оставались загадкой.

В то время U-2 был сконструирован специально для изучения событий, происходящих чуть ниже его крейсерской высоты в 21 336 метров. После завершения холодной войны, NASA заполучило пару этих самолетов и переоборудовало их для научных исследований вместо шпионских. В результате списанные самолеты-разведчики помогли ученым изучить верхние слои атмосферы и протестировать приборы для будущих спутников.

На основе новых миссий ученые обнаружили, что крупные грозы испускают гамма-лучи гораздо чаще, чем кто-либо мог себе представить. Штормы генерируют невероятно сильные электрические поля, и эти электрические поля действуют как гигантские ускорители частиц, выстреливая электронами по небу на огромной скорости. Когда один из них неизбежно врезается в молекулу воздуха, это столкновение высвобождает всплеск энергии и рассеивает субатомные частицы. Энергия каждого столкновения увеличивается, пока в конечном итоге энергия не испускает гамма-лучи.

Ученые обнаружили, что самые крупные грозы производят гамма-лучи гораздо чаще, чем считалось ранее. Предполагается, что это связано с тем, что их сильные электрические поля действуют как ускорители частиц и швыряют электроны по небу с огромной скоростью — простыми словами, до тех пор, пока эти быстрые электроны не врежутся в молекулу воздуха.

Столкновение высвобождает всплеск энергии и рассеивает субатомные частицы, что приводит к большему количеству столкновений и большему количеству всплесков энергии. В конечном итоге столкновения происходят с энергией, достаточной для создания небольших ядерных реакций, высвобождающих всплески гамма-лучей.

По словам соавтора исследования Стивена Каммера из Университета Дьюка, как оказалось, все большие грозы генерируют гамма-лучи в течение всего дня во многих различных формах. Отметим, что ядерные реакции, возникающие при столкновении быстрых электронов с молекулами воздуха во время гроз, значительно меньше ядерной бомбы. Более того, такие реакции вовсе не означают, что самолеты или пассажиры в них вовсе не находятся в опасности.

Авторы исследования обнаружили, что вспышки молний происходят не только в видимом свете, большинство земных вспышек гамма-излучения произошли вместе с большими вспышками молний, и длятся всего миллионные доли секунды. Ученые считают, что разряд молнии дает дополнительный импульс энергии тем уже сверх заряженным электронам, которые мчатся вокруг грозового облака, поэтому их столкновения могут вызвать ядерные реакции, высвобождающие гамма-лучи.

Приборы самолета-шпиона также зафиксировали два ранее неизвестных типа гамма-вспышек в облаках: очень короткие, яркие вспышки излучения, которые не совпадали с молниями:

• первый — серия коротких вспышек, быстро мигающих, длящаяся около десятой доли секунды. Их окрестили "мерцающими гамма-вспышками";
• второй — чрезвычайно быстрый всплеск гамма-лучей, испускаемый всего за тысячную долю секунды.