Космические лучи помогут раскрыть тайну появления молний на Земле

Астрофизик Хейно Фалке (Heino Falcke) из университета Неймегена в Нидерландах и его коллеги измерили интенсивные электрические поля внутри грозовых облаков. Сделали они это с помощью радиообсерваторий, используемых для наблюдений за электромагнитными всплесками, вызванными космическими лучами. Ранее такие поля уже измерялись посредством ракет-зондов и воздушных шаров. Однако техника группы Фалке — лучший инструмент для исследования происхождения молний и тайны их формирования.

Фалке использовал инструмент LOFAR – сеть из радиоантенн и детекторов частиц, расположенных в пяти европейских странах. LOFAR был построен как инструмент многоцелевого изучения радиоволн далёких космических явлений, а также последствий воздействия космических лучей в атмосфере Земли.

Действует система обнаружения по следующему принципу. Когда заряженная частица космических лучей (протон или тяжёлое ядро атома) сталкивается с молекулой воздуха, это вызывает цепную реакцию, в которой миллионы заряженных частиц (в основном электронов) обрушиваются вниз к Земле. Антенны LOFAR обнаруживают радиоволны, которые испускаются этими заряженными частицами во время падения из-за взаимодействия с геомагнитным полем.

С помощью центральной части LOFAR (установки, раскинувшейся в Нидерландах на площади в 6 квадратных километров и содержащей множество антенн) команда Фалке проводила свои измерения во время 762 гроз в период с июня 2011 года по сентябрь 2014-го.

В хорошую погоду исследователи наблюдали "упорядоченные структуры". Радиоволны попадали в детекторы, демонстрируя выровненную поляризацию, что соответствовало теоретическим моделям исследовательской группы. Однако рисунок поляризации менялся, когда появлялись тучи.

Внутри грозового облака генерируются интенсивные электрические поля, несущие отрицательные электрические заряды в нижнем слое, а положительные заряды – в верхнем. Молния является проводящим электричество каналом, который ненадолго открывается в атмосфере и частично восстанавливает баланс электрических зарядов, а также баланс между различными слоями облаков и между облаком и поверхностью Земли.

Однако учёные до сих пор так и не могут понять, что именно и каким образом вызывает разряд молнии. Электрические поля достаточно сильны, но только их недостаточно для преобразования воздуха от состояния электрического изолятора (не проводящего ток) к проводнику.

Некоторые специалисты полагают, что виной тому космические лучи. Вероятно, именно инструменты LOFAR помогут засечь космические лучи, приходящие одновременно с появлением молний.

Научная статья Фалке и коллег, объясняющая как это можно сделать, была опубликована в издании Physical Review Letters.

vesti.ru

Оставаться в курсе всех наших новостей?

<div style="border:1px; width:450px; border-color:#701c1f; background-color:#F5F5F5; font-family:Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif"><div style="float:right; text-align:right"><a href="http://polit.pro"><img src="http://polit.pro/logo.png" height="15"/></a><br /><a href="<?if()?><?else?>/_nw/261/22949978.jpg<?endif?>" class="class1"><img src="/_nw/261/22949978.jpg" width="105" border="2"></a></div><b style="font-size:13px"><span style="color:#701c1f;">27 Апреля 2015</span> - Космические лучи помогут раскрыть тайну появления молний на Земле</b><br /><span style="font-size:11px"><a href="/news/1-0-8" title="Ещё материалы >>>" style="text-decoration:none; color:#000000"><div id="nativeroll_video_cont" style="display:none;"></div>Астрофизик Хейно Фалке (Heino Falcke) из университета Неймегена в Нидерландах и его коллеги измерили интенсивные электрические поля внутри грозовых облаков. Сделали они это с помощью радиообсерваторий, используемых для наблюдений за электромагнитными всплесками, вызванными космическими лучами. Ранее такие поля уже измерялись посредством ракет-зондов и воздушных шаров. Однако техника группы Фалке — лучший инструмент для исследования происхождения молний и тайны их формирования. <br /><br /> Фалке использовал инструмент LOFAR – сеть из радиоантенн и детекторов частиц, расположенных в пяти европейских странах. LOFAR был построен как инструмент многоцелевого изучения радиоволн далёких космических явлений, а также последствий воздействия космических лучей в атмосфере Земли. <br /><br /> Действует система обнаружения по следующему принципу. Когда заряженная частица космических лучей (протон или тяжёлое ядро атома) сталкивается с молекулой воздуха, это вызывает цепную реакцию, в которой миллионы заряженных частиц (в основном электронов) обрушиваются вниз к Земле. Антенны LOFAR обнаруживают радиоволны, которые испускаются этими заряженными частицами во время падения из-за взаимодействия с геомагнитным полем. <br /><br /> С помощью центральной части LOFAR (установки, раскинувшейся в Нидерландах на площади в 6 квадратных километров и содержащей множество антенн) команда Фалке проводила свои измерения во время 762 гроз в период с июня 2011 года по сентябрь 2014-го. <br /><br /> В хорошую погоду исследователи наблюдали "упорядоченные структуры". Радиоволны попадали в детекторы, демонстрируя выровненную поляризацию, что соответствовало теоретическим моделям исследовательской группы. Однако рисунок поляризации менялся, когда появлялись тучи. <br /><br /> Внутри грозового облака генерируются интенсивные электрические поля, несущие отрицательные электрические заряды в нижнем слое, а положительные заряды – в верхнем. Молния является проводящим электричество каналом, который ненадолго открывается в атмосфере и частично восстанавливает баланс электрических зарядов, а также баланс между различными слоями облаков и между облаком и поверхностью Земли. <br /><br /> Однако учёные до сих пор так и не могут понять, что именно и каким образом вызывает разряд молнии. Электрические поля достаточно сильны, но только их недостаточно для преобразования воздуха от состояния электрического изолятора (не проводящего ток) к проводнику. <br /><br /> Некоторые специалисты полагают, что виной тому космические лучи. Вероятно, именно инструменты LOFAR помогут засечь космические лучи, приходящие одновременно с появлением молний. <br /><br /> Научная статья Фалке и коллег, объясняющая как это можно сделать, была опубликована в издании Physical Review Letters. <br /><br /> vesti.ru <br /><br /> <iframe src="//www.facebook.com/plugins/follow?href=https%3A%2F%2Fwww.facebook.com%2Falexis.lushnikov&layout=standard&show_faces=true&colorscheme=light&width=450&height=80" scrolling="no" frameborder="0" style="border:none; overflow:hidden; width:450px; height:80px;" allowTransparency="true"></iframe>
		<script>
			var container = document.getElementById('nativeroll_video_cont');

if (container) {
				var parent = container.parentElement;

if (parent) {
					const wrapper = document.createElement('div');
					wrapper.classList.add('js-teasers-wrapper');

parent.insertBefore(wrapper, container.nextSibling);
				}
			}
		</script>
	</a></span></div>