Изучены естественные ускорители частиц над грозовыми облаками

Детектор радиоизлучения (фото M. Füllekrug, University of Bath).

Авторы наблюдали за развитием гроз с помощью камер, установленных на территории астрономической обсерватории на вершине Пик-дю-Миди во Французских Пиренеях. Камеры отмечали довольно мощные события, сопровождавшиеся появлением спрайтов — вспышек над грозовыми облаками.

Механизм образования пучков ускоренных электронов представлен на рисунке справа. В результате разряда над грозовым облаком образуется область с электрическим полем высокой напряженности (отмечено черными полуокружностями). В то же время космические лучи взаимодействуют с находящимися в воздухе молекулами, «отрывая» электроны, которые устремляются вверх, ускоряемые электрическим полем. Эти частицы в свою очередь выбивают новые электроны; процесс развивается лавинообразно и приводит к появлению узкого пучка частиц (показан красной линией).

Образование пучка можно зарегистрировать по его электромагнитному излучению (выделено фиолетовым и синим). Параметры этого излучения исследователи смоделировали на суперкомпьютере, установленном в Лос-Аламосской национальной лаборатории.

Зарегистрировать излучение в эксперименте помог детектор, расположенный на юго-западе Англии, неподалеку от Бата. Ученые наблюдали импульсы излучения в диапазоне частот 50–350 кГц, которые приходили через 4–9 мс после некоторых грозовых разрядов, вызывавших появление спрайтов.

В ближайшем будущем изучением такого рода природных ускорителей займутся сразу несколько аппаратов: японские IBUKI и GLIMS, российский CHIBIS, французский TARANIS и датский ASIM. «Ускорители, находящиеся на высоте в несколько десятков километров, служат прекрасным примером взаимодействия Земли и Вселенной, — отмечает сотрудник Университета Бата Мартин Фюллекруг (Martin Füllekrug), представивший результаты работы на проходящем в Глазго собрании Королевского астрономического общества. — Надеюсь, результаты наблюдений из космоса позволят нам детально разобраться в том, как они функционируют».

Оригинал статьи находится на сайте Компьюлента