Японские физики зарегистрировали наземную гамма-вспышку, возникшую за 30 микросекунд до столкновения двух лидеров молнии. Вспышку удалось наблюдать благодаря одновременным измерениям в оптическом, радиочастотном и гамма-диапазонах в ходе наблюдений за молниями в районе телебашен в Канадзаве. Результаты опубликованы в журнале Science Advances.
Во время грозы электроны в грозовых облаках разгоняются под действием сильных электрических полей и испускают гамма-кванты. В частности, ученые выделяют наземные гамма-вспышки (TGF) — короткие всплески гамма-излучения, возникающие во время молниевых разрядов. Изучать подобные явления достаточно сложно из-за крайне короткого времени разрядов и нестабильных условий. До сих пор физики точно не знают, как именно молнии создают столь большое количество гамма квантов.
Исследователи под руководством Юки Вады (Yuuki Wada) из Университета Осаки зарегистрировали наземную гамма-вспышку и связали ее со столкновением двух лидеров молнии — направленного вниз отрицательного и направленного вверх положительного. Для этого они провели наблюдения в период зимних гроз с помощью гамма-детекторов и радиочастотных антенн, а также оптических камер, направленных на две телебашни в Канадзаве, в которые часто бьют молнии. В результате физики зафиксировали гамма-вспышку, сопровождающую столкновение двух лидеров молний, двигавшихся навстречу друг другу. Гамма-вспышка возникла примерно за 30 микросекунд до мощного удара молнии в башню с силой тока −56 килоампер.
Анализ данных показал, что всплеск гамма-излучения начался в момент сближения лидеров, еще до их непосредственного столкновения. Это позволило ученым предположить, что область мощного электрического поля между двумя лидерами способна ускорить и умножить количество высокоэнергетических электронов, необходимых для возникновения TGF.