Темні пухнасті грозові не тільки розпалюють драматичні бурі, вони також створюють деякі найенергійніші спалахи світла на планеті - і блискучі небесні екрани, відомі як ультразвукові "ельфи". Тепер нові висновки намалювали чіткішу картину того, що відбувається в мовчазних інтермедіях бурхливого неба.
Тривалий час вчені шукали спалахи гамма-променів у глибоких складках Всесвіту. У 1994 році, вдивляючись у космос у пошуках цих сигналів, прилад НАСА трапився на спалахи гамма-променів, які випромінювались десь ближче до дому - земні грозові грози.
Ці спалахи, найенергійніші природні явища на нашій планеті, стали називатися наземними спалахами гамма-променів (TGF). Вони створюються, коли сильне електричне поле грози збуджує атмосферні частинки, які потім випромінюють радіацію. Але мало що було відомо про те, що викликає це високоенергетичне явище.
Щоб вирішити це, група дослідників проаналізувала дані з інструменту Європейського космічного агентства під назвою Монітор взаємодій атмосфери та космічного простору (ASIM) на борту Міжнародної космічної станції. ASIM - це перший інструмент, який використовується для виявлення TGF, а не для їх ще яскравіших доппельгенерів у глибокому космосі, - сказав Торстен Нойберт, головний вчений АСІМ та головний автор дослідження, опублікованого 10 грудня в журналі Наука.
Їх вимірювання показали дуже специфічну послідовність подій, тривало всього пару мілісекунд, під час удару блискавки. По-перше, вони виявили збільшення світла, що відповідає народженню блискавки. Під час цього процесу хмара створює як електричне поле, так і лідер - шлях іонізованого повітря. Потім вони виявили великий пік у рентгенівських та гамма-випромінюваннях, які відповідають TGF, а потім величезний оптичний імпульс, розповів Нойберт Live Science.
Цей оптичний імпульс пролягав від грозового шару до іоносфери, області атмосфери, приблизно від 50 до 600 миль (80-1000 кілометрів) над земною поверхнею. Імпульс був "настільки потужним, що збуджував нижню область іоносфери", яка знаходиться приблизно в 100 кілометрах далеко і вшир, сказав Нойберт. Іншими словами, він збуджував вільні електрони в іоносфері, які потім почали стикатися з нейтральним азотом, а потім випромінювати випромінювання.
Це випромінювання визначається ще одним явищем погоди, схожим на полярне сяйво, яке називається "ельфами", в якому мільйонні довгі сплески видимого світла та ультрафіолетового випромінювання світяться в розширюється кільце навколо удару блискавки. Однак ці світяться небесні істоти видно лише з найчутливішим обладнанням.
До цього дослідження, як вважалося, ельфи не мають відношення до гроз. Їхні висновки говорять про те, що той самий блискавковий затвор спрацьовує як TGF, так і ельфи, хоча незрозуміло, чи мають TGF якусь роль у виробництві ельфів, заявив Нойберт. Також незрозуміло, чи трапляються TGF і ельфи щоразу, коли б'є блискавка, але це, швидше за все, трапляється набагато частіше, ніж ми можемо виявити, додав він.
Ще одна недавня знахідка, опублікована 10 грудня в Журналі геофізичних досліджень атмосфери, дозволяє припустити, що TGF трапляються прямо перед видимою блискавкою. Ці блискучі спалахи виникають прямо перед тим, як імпульс електрики прострілює через заряджену хмару, перетворюючись на блискавку, йдеться у повідомленні. Обидва ці дослідження були представлені цього тижня на щорічній зустрічі Американського геофізичного союзу в Сан-Франциско.
"Багато предметів відбувається в космічних спостереженнях за блискавкою", деякі - для моніторингу погоди, а деякі - для розуміння цього явища, - зазначив Нойберт. "Зібрані разом справді чудові пару років, які наближаються".
