Все новости

В России выяснили условия образования гамма-вспышек, сопровождающих удары молний

В новой работе ученые из МФТИ совместно с коллегами из ВШЭ и Института прикладной физики РАН описали процесс развития гамма-вспышки аналитически и провели его численное моделирование с использованием разработанной модели

ТАСС, 7 декабря. Ученые построили модели лавинного распространения быстрых электронов в грозовых облаках, что позволило точнее, чем ранее, описать условия этого процесса. Результаты работы опубликованы в журнале JGR: Atmospheres, сообщила во вторник пресс-служба Московского физико-технического института (МФТИ).

В 1994 году были впервые обнаружены вспышки гамма-излучения в атмосфере Земли. При последующем изучении этих явлений обнаружилось, что они связаны с ударами молний (существующие измерения не позволяют точно определить порядок). Энергия вспышки может уходить как в космическое пространство, так и на поверхность планеты. Ученые считают, что внутри грозовых облаков часто образуются области сравнительно сильного электрического поля. Попадая в такие зоны, электроны ускоряются.

"Мы предполагаем, что лавины электронов могут демонстрировать поведение, которое мы описали в работе, в разных областях с неоднородным электрическим полем, поскольку единственным необходимым условием является достижение тормозным излучением следующей ячейки, в которой развиваются другие лавины. Следовательно, исследование структуры электрического поля грозы имеет решающее значение для понимания физики электронных лавин и гамма-излучения", - сказал научный сотрудник лаборатории методов ядерно-физических экспериментов МФТИ Егор Стадничук, слова которого приводятся в сообщении.

Смысл понятия "лавина убегающих электронов" в том, что медленные электроны (с энергией меньше 300-500 кэВ) в атмосфере теряют энергию быстрее, чем получают ее от электрического поля. В то же время более быстрые электроны теряют энергию медленнее и, как следствие, ускоряются. Это приводит к тому, что быстрые электроны могут ускоряться до релятивистских скоростей (до 50-80 МэВ). В результате взаимодействия с атмосферой появляется лавина быстрых электронов и параллельная вспышка гамма-лучей.

И хотя они не несут прямой угрозы людям и оборудованию, но представляют значительный научный интерес. Особенно в смысле их связи с природой возникновения молний, с которой до сих пор есть много неясностей. Существует несколько моделей возникновения таких вспышек, но во всех из них есть те или иные трудности с объяснением наблюдаемых данных.

В новой работе ученые из МФТИ совместно с коллегами из ВШЭ и Института прикладной физики РАН описали процесс развития гамма-вспышки аналитически и провели его численное моделирование с использованием разработанной модели. Оказалось, что новый подход позволяет описывать гамма-вспышки точнее, чем другие существующие.