Гамма-блискавка

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Гамма-блискавка (англ. terrestrial gamma-ray flash, TGF) — це потужні короткотривалі спалахи гамма-випромінювання в атмосфері Землі. Гамма-блискавки були зареєстровані тривалістю від 0,2 до 3,5 мілісекунд та з енергією до 20 МеВ. Вони, ймовірно, виникають за допомогою сильних електричних полів, що утворюються в грозових хмарах. Були також виявлені високоенергетичні позитрони і електрони, що виникають, ймовірно, внаслідок явища народження електрон-позитронних пар гамма-квантами.[1][2]

Відкриття[ред.ред. код]

Гамма-блискавки зі сторони Землі були вперше виявлені в 1991 році під час експерименту BATSE (Burst and Transient Source Experiment) на орбітальній Гамма-обсерваторії «Комптон» НАСА.[3] Подальші дослідження в Стенфордському університеті в 1996 році пов'язали гамма-блискавки з окремими спалахами блискавок в атмосфері, що відбувалися протягом декількох мілісекунд. BATSE виявив тільки невелику кількість гамма-блискавок за останні роки, оскільки лабораторія НАСА на супутнику була збудована для вивчення гамма-спалахів з глибокого космосу, які тривають набагато довше.

Новий RHESSI (англ. Reuven Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager) супутник спостерігав гамма-блискавки з вищими енергіями, ніж ті, які спостерігалися під час BATSE.[4] Крім того, нові спостереження показують, що приблизно 50 гамма-блискавок відбуваються щодня: частіше, ніж вважалося раніше, але це все одно складає дуже малу частку від загального числа звичайних блискавок на Землі (3-4 мільйонів подій в день в середньому). Однак реальна кількість гамма-блискавок може бути також більшою, у зв'язку з можливістю утворення гостронаправлених гамма-блискавок, які важко виявити, або з можливістю утворення великої кількості гамма-блискавок на низьких висотах, котрі поглинаються в атмосфері, не доходячи до детекторів супутника на орбіті.

Фізична модель[ред.ред. код]

Гамма-блискавки виникають над грозовими хмарами після потужного розряду звичайної блискавки. Хоча детальної моделі явища ще не існує, складено певний ряд вимог до фізичних умов для виникнення гамма-блискавки. Передбачається, що гамма-кванти випромінюються швидкими електронами (на швидкості дуже близькою до швидкості світла), котрі, стикаючись з ядрами атомів в молекулах повітря, вивільняють енергію у вигляді гамма-променів (гальмівне випромінювання). Велика кількість високоенергетичних електронів може утворюватися через лавиноподібне зростання, обумовлене електричними полями, це явище називається релятивістською електронною лавиною (англ. Relativistic runaway electron avalanche, RREA).[5][6] Електричне поле, що потрібне для цього, забезпечують, найімовірніше, звичайні розряди блискавки, так як більшість гамма-блискавок відбувається протягом кількох мілісекунд після звичайного розряду.[7][8][9] Подальші деталі основної фізичної картини явища ще нез'ясовані. Існує також деяка кількість альтернативних моделей явища, що відрізняються в основному деталями утворення релятивістських електронів в атмосфері. Роль гамма-блискавок та їх зв'язок з звичайними блискавками залишається предметом сучасних наукових досліджень.

Див. також[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]

  1. Palmer, Jason (11 January 2011). «Antimatter caught streaming from thunderstorms on Earth». Science & Environment (BBC). 
  2. NASA (January 10, 2011). "NASA's Fermi Catches Thunderstorms Hurling Antimatter Into Space". Прес-реліз.
  3. doi:10.1126/science.264.5163.1313
    This citation will be automatically completed in the next few minutes. You can jump the queue or expand by hand
  4. doi:10.1126/science.1107466
    This citation will be automatically completed in the next few minutes. You can jump the queue or expand by hand
  5. doi:10.1016/0375-9601(92)90348-P
    This citation will be automatically completed in the next few minutes. You can jump the queue or expand by hand
  6. doi:10.1029/2003GL017781
    This citation will be automatically completed in the next few minutes. You can jump the queue or expand by hand
  7. doi:10.1029/2005GL022778
    This citation will be automatically completed in the next few minutes. You can jump the queue or expand by hand
  8. doi:10.1029/2006GL027085
    This citation will be automatically completed in the next few minutes. You can jump the queue or expand by hand
  9. doi:10.1029/2005JD006987
    This citation will be automatically completed in the next few minutes. You can jump the queue or expand by hand