Ученые впервые зафиксировали то, что раньше считалось невозможным: молния создает гамма-излучение еще до того, как мы увидим вспышку. Каждую секунду около 50 молний ударяют в поверхность земли, а теперь выяснилось, что каждая из них скрывает смертельный секрет.
Гамма-молнии длятся от 0,2 до 3,5 миллисекунд с энергией до 20 МэВ. Это не просто интерес для ученых. Такие лучи могут проникать сквозь километры бетона и стали.
За 31 микросекунду до образования самой молнии ученые зафиксировали гамма-вспышки, которые продолжались еще 20 микросекунд после столкновения токов. Японские исследователи из Университета Осака использовали специальные приборы, которые фиксируют свет в нескольких диапазонах с точностью до микросекунд.
Эти быстрые частицы сталкиваются с молекулами воздуха, азотом и кислородом, образуя рентгеновское излучение и запуская электронные лавины. Процесс напоминает мини-ускоритель частиц под открытым небом. Наблюдается примерно 50 гамма-молний ежедневно, что составляет малую долю от 3-4 миллионов обычных молний.
Энергия для зарождения атмосферного явления может приходить на нашу планету из внеземного пространства через лавины электронов, вызванных космическими лучами. Исследователи из Университета Пенсильвании создали математическую модель, которая объясняет этот странный феномен.
В точке максимального сближения лидеров молнии создается невероятно концентрированное электрическое поле, которое работает как естественный ускоритель частиц. Оно разгоняет свободные электроны почти до скорости света. Температура молнии составляет 28 тысяч градусов по Цельсию, что в 5 раз жарче поверхности Солнца.
Ученые долго не понимали, почему гамма-молнии могут возникать без видимых вспышек света или радиоволн. Оказывается, лавинообразная цепная реакция может иметь разную силу. Иногда она создает детектируемые уровни рентгеновского излучения, сопровождаясь лишь слабыми оптическими сигналами.
Между 4,5 и 3,5 миллиардами лет назад удары молнии могли дать Земле от 110 до 11 000 кг фосфора каждый год, что могло стать толчком для возникновения жизни. Молнии "выхватывают" из атмосферы азот и направляют его в землю, давая примерно половину всего необходимого для растений азота.
Это открытие меняет наше понимание молний. Они не просто зрелищное природное явление, а мощные генераторы космического уровня излучения, которые работают в нашей атмосфере каждую секунду. Ежедневно на Земле возникает примерно 3 миллиона ударов молний, и теперь мы знаем, что каждый из них может создавать невидимые лучи смерти.
