Молния может освещать наш мир, даже не проявляясь визуально. Вот как это происходит.

Понимание механизма молний углубилось благодаря исследованию

• Исследователи уже давно знают причины возникновения молний, однако атомные процессы внутри этого явления оставались загадкой, особенно в отношении странных механизмов земных гамма-всплесков (TGF).
• Новое исследование, сочетающее наземные наблюдения с математическими моделями, позволяет детально изучить высокоэнергетические фотоны и рентгеновские лучи, ответственные за TGF.
• Благодаря этому ученые получили одно из наиболее точных представлений о том, как именно формируются молнии в грозовых облаках.

Факты о молниях

• Молнии наносят на Землю около 8,6 миллионов ударов в день. Они могут временно нагревать воздух вокруг себя до 50 000 градусов по Фаренгейту — это в пять раз горячее поверхности Солнца!
• Удивительно, но молнии способны кратковременно производить гамма-лучи, которые обычно возникают при взрывах сверхновых или из джетов чёрных дыр.

Что такое TGF (земные гамма-всплески)

• В последние годы исследователи активно изучали и документировали кратковременность земных гамма-вспышек с помощью современных систем наблюдения. Например, в 2023 году ученые Университета Осаки обнаружили, что TGF происходят всего за 51 микросекунду до того, как электрический разряд окончательно устанавливается, а затем длится еще около 40 микросекунд после слияния двух путей разряда — от земли и из атмосферы.

Исследование Пенсильванского государственного университета

• В новой работе ученые использовали комбинацию математических моделей и наземных наблюдений для выяснения атомной природы возникновения молний. Результаты были опубликованы в журнале “Journal of Geophysical Research: Atmospheres”.
• “Моделирование условий, сходных с теми, что наблюдаются на местах, позволило нам предложить полное объяснение рентгеновских излучений и радиоволн внутри грозовых облаков”, – говорит Виктор Паско из Пенсильванского государственного университета, добавляя: “Мы продемонстрировали, как электроны, ускоренные сильными электрическими полями в этих облаках, взаимодействуют с молекулами воздуха (например, азотом и кислородом) и создают лавинообразную электронную волну, которая инициирует молнию.”

Объяснение появления гамма-всплесков без световых вспышек или радиоволн

• Исследование также помогло понять причины возникновения TGF без видимых световых импульсов или радиоволновых всплесков. Фотоэлектрический эффект объясняет, как молекулы или атомы теряют электроны под воздействием света, что и приводит к таким нестандартным условиям в молниях.

Заключение

Молнии – это мощные атмосферные явления, которые остаются загадкой природы даже после множества исследований. Новое знание, полученное благодаря этому исследованию, является значительным шагом вперед в нашем понимании механизма формирования гроз и связанных с ними явлений.