1730191858
2024-10-29 07:45:00
ジャカルタ –
雷雨の電気的影響は上層大気だけに限定されません。地面近くでは、地球の大気は粒子を加速する強力な電場でざわめき、原子をガンマ線で輝かせる方法で電子を飛ばします。
科学者たちはアルメニアの山の頂上から、この神秘的な気象現象を間近で観察しました。
アリカンヤン国立科学研究所の宇宙線研究施設では、物理学者のアショット・チリンガリアン氏とその同僚が雷雨地盤強化（TGE）の理解に取り組んでいます。
広告
スクロールしてコンテンツを続けてください
チリンガリアン氏によると、この電磁波の強化は雷雨の研究では見落とされてきたという。しかし、それは、地球上の雷雨から宇宙を遠くまで伝わる宇宙線に至るまで、物理的な宇宙を理解する上でのパズルの一部である可能性があります。
「毎日、4万回の雷雨が発生しています。多くのネットワークが大気放電を検出し、精密な光学機器を備えた衛星が稲妻を監視しています。しかし、私たちがTGEの研究を開始したとき、衝突するメガ電子ボルト（MeV）電子の大量の束を監視している人は誰もいませんでした。私たちの惑星とその上の宇宙」と火曜日（2024年10月29日）サイエンスアラートから引用して彼は述べた。
彼と彼のチームは、東ヨーロッパ、ドイツ、アルメニアの TGE を監視するために 10 年前に SEVAN 粒子検出器ネットワークを設立しました。数十 MeV のエネルギーを持つ電子加速器は、大気中の膨大な量と地表の数平方キロメートルをカバーします。
「この巨大な流れは、数十億年の進化を通じて地球上の生命に伴い、当然のことながら、地理空間と生物圏のあらゆる側面に影響を与えました」と彼は述べた。
TGE は、雷雨によって生成される大気中の電場で構成されます。この電場内では、電子は高速、真空中での光の速度に近い速度、または相対論的な速度まで加速されます。
これは相対論的な緩い電子の雪崩として知られており、電場によって地上と大気中へ上向きに推進されます。これらの電子は放射線を生成します。
大気中の原子核との衝突によって電子が突然減速すると、エネルギーの損失が制動放射として知られる放射線の一種であるガンマ線として現れます。
チリンガリアンと彼の同僚は、検出器のネットワークを使用して、2023 年のヨーロッパ全土の雷雨に関するデータを収集し、記録した 56 回の激しい TGE 中に発生した電子とガンマ線の詳細な測定を行いました。
最も激しい TGE は主に 5 月から 7 月に発生し、最も強かったのは 5 月にスロバキアのロムニツキー山で記録されました。この 1 つのイベントでは、粒子束は晴天時の通常レベルの 100 倍でした。合計すると、晴天のフラックスを 75% 以上上回ったイベントが 7 件ありました。
「私たちは、10万平方メートルをカバーする地球の表面を横切る電子の定常流束を測定しました。いくつかのメカニズムがこの安定性を1分以上にわたって提供します」とチリンガリアン氏は説明します。
「嵐の雲の中に大きな電子ビームが出現し、そこでは電荷構造が2番目の時間スケールで変化します。大気の脱出により電位差が失われますが、磁束は安定しています。測定するのは非常にエキサイティングです。」と彼は言いました。
驚いたことに、研究者らは、電場が予想よりもはるかに地面に近いことも発見した。彼らは地上50メートルまでの強電場の強度を測定した。
「この発見は気象学者らを驚かせたが、彼らは完全な証拠を提示するまで信じなかった」とチリンガリアン氏は語った。
粒子束を最大数分間維持できる加速の一貫性と低い電場の高さにより、これまで知られていなかった大気電場の構造や雷雨に関する新たな詳細が明らかになりました。 。
たとえば、TGE は、落雷が地面に到達することを可能にする経路を提供する場合があります。そして地球物理学におけるその役割を調査する必要があります。研究者らは、オープンアクセスの TGE データベースを科学コミュニティが調査および分析できるようにしました。
彼らの雷雨研究は、アラガッツで行われている研究の一部にすぎません。今年、太陽は活動周期のピークである太陽活動極大に近づき、そのピークに達し、コロナ質量放出によって粒子のジェットを宇宙に送り込んでいます。
チリンガリアンと彼の同僚も、山頂の機器で太陽現象を検出し、3つの論文を発表し、4つ目の論文が進行中である。
「私たちの銀河系での強力な爆発により、非常に高エネルギーの粒子も太陽系に送り込まれました。最近、1015 eVのガンマ線源であるペバトロンが発見されました。私たちは大気物理学の知識に基づいてこの発見を批判的に分析しました」とチリンガリアン氏は述べた。
「大気加速器、宇宙、太陽の相乗効果は自然を理解する上で重要です」と彼は結論づけた。
(RNS/RNS)
#特定の気象現象は大気中のガンマ線を引き起こす