В атмосфере Земли действует ускоритель элементарных частиц

Гамма-вспышки земного происхождения представляют собой выбросы в открытый космос гамма-лучей длительностью около миллисекунды, исходящие из верхней атмосферы Земли. Считается, что они испускаются свободными электронами, имеющими скорость близкой к скорости света, в процессе торможения в верхней атмосфере. Впервые они были открыты исследователями из Комптоновской гамма-обсерватории (Compton Gamma-Ray Observatory) в 1974 году. В то время наблюдения сводились только к фиксации вспышек и давали достаточно неточные измерения их мощности. В настоящее время регистрируется около 50-ти вспышек в день в десятки раз мощнее, чем те, которые наблюдались в начале исследований, собщает издание Spaceflight Now со ссылкой на пресс-релиз Калифорнийского университета Беркли.

«Нам следует расстаться с идеей о том, что Земля это маленькая, уютная планета, — говорит Дэвид Смит (David Smith) из университета Санта Круз.- На самом деле некоторые механизмы, действующие в верхней атмосфере, можно сравнить акселератором элементарных частиц, так как мощность вспышек сравнима с мощностями гамма-всплесков от нейтронных звезд и черных дыр. Точный механизм, разгоняющий электроны до релятивистских скоростей, пока неизвестен, но мы предполагаем, что здесь задействованы процессы накопления электрического заряда на вершинах облаков, которые происходят во время грозовых разрядов, в результате чего между грозовыми облаками и ионосферой образуется мощное эклектическое поле. И где-то в этой среде возникает нечто, похожее на ускоритель, разгоняющий свободные электроны, которые затем в сталкиваются с атомами разреженной верхней атмосфере. Наиболее важным моментом является то, что в результате наших последний наблюдений мы получили данные, которых достаточно, чтобы теоретики могли протестировать свои модели».

Гамма-вспышки коррелируют со вспышками молний и могут быть отождествлены с экзотическими явлениями, которые иногда наблюдаются во время грозы, известными как красные спрайты и голубые струйные выбросы. Исследования атмосферных гамма-вспышек сейчас ведется при помощи специализированной аппаратуры, установленной на небольшом спутнике НАСА RHESSI, который был запущен в 2002 г. для регистрации гамма и рентгеновских солнечных вспышек. Однако, детектор одновременно принимает сигналы и от других источников. Поэтому решено расширить объем исследований, не ограничиваясь только явлениями, происходящими на Солнце.

Почему удаленный доступ стал главной уязвимостью медицинской инфраструктуры Импортонезависимость

Несмотря на то, что сейчас в среднем регистрируется 50 вспышек в день, в действительности их может быть на два порядка больше, так как, согласно теоретическим моделям, они имеют узконаправленный характер и могут быть уловлены детектором, расположенным только на их пути. Длительность вспышек — от 0,2 до 3,5 миллисекунд. Мощность колеблется от 10 до 20 миллионов электрон вольт, то есть в 300 раз больше, чем мощность медицинского рентгеновского аппарата. Скорость электронов, которые при столкновении с атомами производят вспышки, равна 99,99% скорости света.

Открытия последних месяцев ставят перед учеными много интересных вопросов, включая, например, влияние электронов, ответственных за гамма-вспышки, на возникновение высокоэнергетичных электронов в радиационных поясах Земли. Дэвид Смит считает, что, благодаря тому, что процессы, свойственные физике высоких энергий, происходят в естественных условиях у нас на Земле, их изучение дает возможность лучше понять аналогичные явления в менее доступных частях Вселенной.