Рентгенівські промені вперше вдалося зареєструвати від блискавки, що була направлена зі шпиля вежі у хмару на небі. Щоб виявити випромінювання, швейцарські фізики відстежували висхідні блискавки за допомогою високошвидкісної камери. Досі напряму появу рентгенівського випромінювання у таких блискавках побачити не вдавалося, розповідає видання New Scientist з посиланням на статтю вчених на arXiv.
Одна із досліджуваних висхідних блискавок. Toma Oregel-Chaumont et al. / arXiv, 2023
Як виникають блискавки з землі?
Блискавку зазвичай розглядають як розряд із зарядженої хмари на землі, однак іноді вони виникають і у зворотному напрямку — з землі до неба. Найчастіше такі висхідні блискавки виникають від високих будівель, наприклад, телевізійних веж. У грозову погоду навколо них з'являється достатньо сильне електричне поле, щоб воно могло іонізувати повітря навколо. Це створює шлях для електричних зарядів, внаслідок чого виникає висхідна блискавка.
Сьогодні відомо, що звичайні блискавки, які б'ють з хмар на землю, генерують доволі потужні спалахи рентгенівського випромінювання енергіями до 1 мегаелектронвольта. Утім, досі між вченими нема згоди щодо того, як саме воно виникає. Зокрема через те, що рентгенівське випромінювання не спостерігали у інших блискавках, наприклад, висхідних. Виправити це вдалося науковцям з Федеральної політехнічної школи Лозанни.
Як ловили земні блискавки?
Свої експерименти дослідники проводили поблизу 124-метрової телекомунікаційної вежі на вершині гори Сентіс, яка оснащена зокрема датчиками для оцінки електричного поля та реєстрації спалахів рентгенівського випромінювання. За допомогою високошвидкісної камери, що робила 24 тисячі знімків на секунду, вчені відстежили чотири висхідні блискавки, які виникли зі шпиля вежі, та були направлені у небо.
Вежа на горі Сантіс, де досліджували блискавки. Toma Oregel-Chaumont et al. / arXiv, 2023
Аналізуючи зібрані дані, науковці виявили рентгенівські промені енергіями від 10 кілоелектронвольтів до 2 мегаелектронвольтів. Ці спалахи виникали на самому початку шляху блискавки з вежі у небо. Вчені відзначають, що це підтверджує уявлення про те, що рентгенівське випромінювання від блискавок виникає завдяки прискореним електронам, які «врізаються» в атоми повітря навколо та вивільнюють частину енергії. Однак нові дані допоможуть краще зрозуміти шляхи поширення цих електронів.
- Раніше на цій же вежі на горі Сантіс фізики навчилися керувати блискавками. Потужні лазерні промені відвели блискавки від вежі та можуть стати новим видом блискавичника.