Тайна небесного огня раскрыта: опубликована модель происхождения молний

После десятилетий научных поисков международная команда исследователей во главе с профессором Виктором Паско из Университета штата Пенсильвания представила первую полную и количественно подтверждённую модель возникновения молнии в атмосфере. Об этом сообщает Vesti.az со ссылкой на ScienceDaily.

Результаты исследования опубликованы в Journal of Geophysical Research. Ученым удалось доказать, что именно мощные электрические поля внутри грозовых облаков ускоряют электроны, которые, сталкиваясь с молекулами азота и кислорода, порождают рентгеновское излучение. Этот процесс запускает лавину электронов и высокоэнергетических фотонов, приводящую к электрическому пробою и, в конечном итоге, к молнии.

«Наши результаты впервые дают точное количественное объяснение того, как в природе запускается молния. Мы связали между собой рентгеновское излучение, электрические поля и физику электронных лавин», — пояснил профессор Паско.

Ключом к разгадке стали так называемые террестриальные гамма-всплески — короткие импульсы рентгеновских и радиоволн, возникающие в атмосфере Земли. С помощью математического моделирования учёные воспроизвели условия, при которых такие всплески наблюдаются, и показали, что они напрямую связаны с процессами, приводящими к молнии.

Один из участников исследования, аспирант Заид Первез, использовал новую модель для сопоставления с данными спутников, наземных сенсоров и даже специальных разведывательных самолётов. Это позволило объяснить не только рентгеновские вспышки, но и вариации радиоимпульсов, фиксируемых перед ударом молнии.

Разработанная модель получила название Photoelectric Feedback Discharge. Она описывает начальную стадию молнии — момент, когда в облаке происходит электрический пробой. Исследователи открыто публикуют уравнения модели, чтобы она могла использоваться другими учёными.

Кроме того, команда предложила объяснение тому, почему в некоторых случаях гамма-всплески могут фиксироваться без сопровождающего их светового или радиосигнала. Это возможно, когда каскад ускоренных электронов развивается в слабых или локализованных участках облака, не вызывая видимого разряда — однако рентгеновское излучение всё равно возникает.