Пробив в разбирането на редки гама лъчи, причинени от мълния

Пробив в разбирането на редки гама лъчи, причинени от мълния

Телескопичната решетка от детектори е разположена в западната пустиня на Юта. 507 детектора са разположени на мрежа с площ от 700 км2

В западната пустиня на Юта, масив от телескопи, покриващи територията, заета от Ню Йорк. Там бяха инсталирани в очакване на космическа радиация. Обектът улавя високоенергийни частици, които постоянно се сблъскват с земната атмосфера. Космическите лъчи активират 500 плюс сензора на всеки няколко минути.

При проверка на данните през 2013 г. физиците забелязаха странен подпис на частици. Това беше фотонен еквивалент на лек дъжд. В масива неочаквано се записва рядко явление - гама лъчи. Това са светлинни вълни с най-висока енергия в ЕМ спектъра, произтичащи от удари на мълния. След 5 години, екип от Университета на Юта наблюдава по-детайлно спускащите се наземни гама-лъчи (TGF).

Телескопичната решетка улавя 10 TGF взрива в периода 2014-2016. Проектът "Проект Светкавица" беше първият, който откри TGF в началото на мрачна светлина и показа къде се появиха в гръмотевична буря. Телескопичната решетка сега е единственото средство за документиране на пълния отпечатък на TGF и показва, че гама лъчите в диаметър покриват площ от 3-5 km.

Случайна лаборатория

Работата се основава на проучване, публикувано миналата година. Тя установи силна корелация между подобни изблици на енергийни частици, открити през 2008–2013 г., както и светкавична активност, регистрирана от националната мрежа за откриване на мълнии. Физиците бяха шокирани.

Например, можете да уловите 4-5 активирания на детектора в рамките на една милисекунда. То е много по-бързо от очакваното от космическите лъчи. В резултат на това стана ясно, че всички тези странни събития се случват в условия на лошо време. С цел по-подробно изучаване на мълния, привлечени бяха изследователи от Лангмуирската лаборатория за атмосферни изследвания. Те са инсталирали карта от 9 станции, които създават 3D изображения на радиочестотна радиация. През 2014 г. е инсталирано допълнително устройство в центъра на масива („бавна антена”), което записва промени в електрическия заряд на буря, причинена от гръмотевичен удар.

Откриването на телескопичната решетка и наблюдението на мълния представляват нова стъпка в разбирането на TGF. Измерванията показват също, че гама лъчите се генерират в кратки импулси, всеки от които продължава само от десет до няколко десетки микросекунди.

Много рядко

Първият TGF през 1994 г. записва спътника на Ферми. Дотогава физиците вярваха, че само мощни небесни събития, като звездната експлозия, са способни да създават гама лъчи. Постепенно става ясно, че лъчите се образуват през първите милисекунди от възходяща светкавица.

Преди това са регистрирани само 6 TGF, две от които са създадени изкуствено в индуцирани експерименти. Останалите 4 изследвания с естествена светкавица съобщават, че TGF е възникнал много по-късно, когато мълния удари повърхността. Наблюденията с масиви са първите, които показват, че TGF се появяват в началния етап на унищожаване на мълния, подобно на сателитни наблюдения.

Какво следва?

Много въпроси останаха без отговор. Например, не всички гръмотевични удари създават изригвания. Работата е там, че има само един специфичен тип? Екипът се надява да инсталира допълнителни сензори в решетката, за да подобри процеса на измерване на мълния.

Коментари (0)
Популярни статии
Търсене