Ученые объяснили возникновение «темных молний» и посчитали как часто они попадают в самолеты
реклама
«Темные молнии» звучит как что-то из фантастического романа, но они существуют. Эти невидимые разряды энергии являются самым мощным типом молнии на Земле. Последние исследования темной молнии показывают, что если она попадет в самолет, авиапутешественники могут получить нездоровую дозу гамма-излучения.
реклама
Ученые знали о темных молниях по крайней мере с начала 1990-х годов, когда спутники зафиксировали мощные вспышки гамма-излучения в нашей атмосфере. Сначала они подумали, что это событие должно быть чем-то вроде гамма-всплеска. Однако космический телескоп НАСА «Ферми» обнаружил земную вспышку гамма-излучения (TGF). Это позволило ученым найти источник этого явления - обычную земную грозу.
С тех пор научный мир узнал, что примерно одна из 1000 молний вызывает вспышку гамма-излучения. Это означает, что темные молнии случаются 1000 раз в день или более. К счастью, они не представляют большой опасности для людей на земле. Тем не менее, в новом исследовании сравнили частоту темных молний с картой наиболее распространенных маршрутов авиакомпаний и ученые пришли к выводу, что темные молнии действительно представляют определенный риск для пассажиров самолетов.
Ученый-атмосферник Мелоди Паллу, первый автор доклада, обсудила результаты на последней конференции Американского геофизического союза. По словам Паллу, темная молния может ударить в самолет раз в 1–4 года, но это вероятно, «верхний предел реальной вероятности». Однако, по словам Паллу, в расчетах не учитывался тот факт, что пилоты обычно избегают грозы. Таким образом, эта оценка в одно попадание в несколько лет может в 10 раз превышать фактическую норму.
реклама
Самолеты тщательно спроектированы, чтобы выдерживать удары молний ужасающей силы. Но они не могут защитить от всего, а гамма-лучи - это не шутка. Темные молнии возникают на крейсерской высоте (7000-13000 метров) на пути некоторых самолетов. По словам Паллу, если самолет пролетит рядом с вспышкой темной молнии, его пассажиры могут получить 0,3 зиверта радиации в одно мгновение. Это больше, чем годовое облучение. Оно не достигает уровня облучения, которое может вызвать лучевую болезнь, но его достаточно, чтобы повысить риск развития рака у человека на протяжении всей жизни.
Пилоты авиакомпаний обычно стараются избегать гроз. Для этого они отклонятся от своего стандартного курса. Тем не менее, время от времени молния попадает в самолет — обычно в нос, хвост или конец крыла. Когда это происходит, корпус самолета действует как клетка Фарадея, перенаправляя электромагнитный импульс молнии (ЭМИ) для защиты людей внутри. Поскольку в большинстве случаев молния распространяется от облака к облаку, разряд просто проходит над металлическим корпусом самолета и сквозь него, а затем выходит из противоположного конца самолета. Темная молния действует по другому.
Как возникает темная молния?
реклама
Как говорит Паллу, даже сейчас мы точно не знаем, как грозы генерируют эти гигантские невидимые вспышки темных молний. Но согласно НАСА, основная гипотеза состоит в том, что обычная молния может действовать как невидимый ускоритель частиц, создавая электрическое поле, которое выбрасывает струю электронов, движущихся со скоростью, близкой к световой. Эти электроны врезаются в атмосферу, и энергия, которую они выбрасывают, настолько превышает норму, что они больше не находятся в видимом спектре.
Большинство молний на самом деле происходит в вершинах облаков. Глубоко внутри грозового облака накапливаются положительные и отрицательные заряды, когда кристаллы льда трутся друг о друга. Но из-за восходящего потока эти заряженные частицы могут разделиться по высоте. Молния возникает, когда электрический заряд, сконцентрированный в одном месте, находит путь к месту с противоположным зарядом. Как только это происходит, пространство находит способ выровнять это электрическое «давление». Тот же процесс работает при возникновении высоковольтной электрической дуги, в свечах зажигания и даже при возбуждении нейронов.
Свет от молнии исходит от тормозного излучения. Это происходит, когда быстро движущиеся электроны с большой кинетической энергией отклоняются и замедляются атмосферой. Электрон высвобождает эту разницу в энергии в виде фотона. Наши глаза воспринимают обычную молнию как свечение в видимом спектре.
реклама
Темная молния возникает, когда торможение излучения молнии в верхних слоях атмосферы поглощает столько энергии, что электрон испускает фотон в диапазоне гамма - энергии. Таким образом, чрезвычайно сильные грозы с большим количеством молний могут создавать большое количество гамма-лучей. Когда эти гамма-лучи сталкиваются с атомами кислорода, они создают электрон и позитрон, и процесс начинается заново — приправленный антивеществом. Как объясняет НАСА в видео выше, это невидимый, «самогенерируемый, самоподдерживающийся ускоритель частиц».
В конце доклада Паллу добавила, что нам нужно больше исследований, чтобы понять темную молнию и ее риск для здоровья человека. С научной точки зрения темная молния — напоминание о том, что некоторые из самых энергичных взаимодействий на планете происходят в частях электромагнитного спектра, которые мы даже не можем видеть.
реклама
Лента материалов
Соблюдение Правил конференции строго обязательно!
Флуд, флейм и оффтоп преследуются по всей строгости закона!
Комментарии, содержащие оскорбления, нецензурные выражения (в т.ч. замаскированный мат), экстремистские высказывания, рекламу и спам, удаляются независимо от содержимого, а к их авторам могут применяться меры вплоть до запрета написания комментариев и, в случае написания комментария через социальные сети, жалобы в администрацию данной сети.
Комментарии Правила