Тъмните пухкави гръмотевични вълни не само подхранват драматични бури, но също така произвеждат някои от най-енергичните светкавици на планетата - и блестящи екрани на небето, известни като ултразвукови „елфи“. Сега новите открития са изрисували по-ясна картина на случващото се в тихите интерлюдии на бурно небе.
Дълго време учените търсят гама-лъчи в дълбоките гънки на Вселената. През 1994 г., докато надникваше в космоса в търсене на тези сигнали, инструментът на НАСА се случи да вдигне гама-лъчи, излъчвани от някъде по-близо до дома - земни гръмотевични вълни.
Тези светкавици, най-енергийните природни явления на нашата планета, станаха известни като земни гама-лъчи (TGFs). Те са създадени, когато силното електрическо поле при гръмотевични бури възбужда атмосферни частици, които след това излъчват радиация. Но не беше известно много какво причинява този високоенергичен феномен.
За да разберат това, група изследователи анализираха данни от инструмент на Европейската космическа агенция, наречен монитор за атмосферни и космически взаимодействия (ASIM) на борда на Международната космическа станция. ASIM е първият инструмент, използван за целите на откриване на TGFs, а не на още по-ярките им doppelgängers навън в дълбоко космос, заяви Торстен Нойберт, главен учен на ASIM и водещ автор на проучване, публикувано на 10 декември в списанието Science.
Техните измервания показаха много специфична последователност от събития, продължила само няколко милисекунди, по време на удар от мълния. Първо те откриха увеличение на светлината, което съответства на раждането на мълния. По време на този процес облак създава както електрическо поле, така и водач - път на йонизиран въздух. След това те откриха голям пик в рентгеновите и гама-лъчите, които съответстват на TGF, и след това огромен оптичен импулс, заяви Нойбърт пред Live Science.
Този оптичен импулс се движи нагоре от гръмотевичния пламък към йоносферата, регион на атмосферата, на около 50 до 600 мили (80 до 1000 километра) над земната повърхност. Пулсът беше "толкова мощен, че възбужда долния регион на йоносферата", който е на около 100 километра далеч и широк, каза Нойберт. С други думи, той възбужда свободни електрони в йоносферата, които след това започват да се сблъскват с неутрален азот и след това излъчват лъчение.
Това излъчване се определя от друг метеорологичен феномен, подобен на аврорите, наречени "елфи", при които дълги милисекунди изблици на видима светлина и ултравиолетово лъчение светят в разширяващ се пръстен около удар на мълния. Тези светещи небесни същества обаче са видими само с най-чувствителното оборудване.
Преди това проучване се смяташе, че елфите нямат връзка с гръмотевичните бури. Откритията им сочат, че един и същи мълниезащитен болт задейства както TGFs, така и елфи, въпреки че не е ясно дали TGF имат някаква роля в производството на елфите, заяви Нойберт. Също така не е ясно дали TGFs и елфите се случват всеки път, когато удари мълния, но вероятно това се случва много по-често, отколкото можем да открием, добави той.
Друга неотдавнашна находка, публикувана на 10 декември в Journal of Geophysical Research Atmospheres, предполага, че TGFs се случват точно преди видима светкавица. Тези блестящи проблясъци се появяват точно преди импулс от електричество да се изстреля през заредения облак, превръщайки се в мълния, според изявление. И двете тези изследвания бяха представени тази седмица на годишната среща на Американския геофизичен съюз в Сан Франциско.
"Много неща се случват в космическите наблюдения за светкавици", някои за наблюдение на времето и други за разбиране на явлението, каза Нойберт. "Събрани заедно наистина великолепни няколко години, които предстоят."
