科学家首次在雷暴中同时记录到两类伽马射线事件

2019.7.2 发布在 科学脑洞 栏目

科学家首次在雷暴中同时记录到两类伽马射线事件 科学脑洞-第1张

科学家们首次将雷云中的两类伽马射线现象清楚地联系到一起。一种被称为伽马射线的弱爆发伽马射线辉光,持续约1分钟;另一种则是更短更强烈的地球伽马闪光(TGFs)。

众所周知,两者都发生在雷云内,具体取决于环境里的各种正负电荷。但科学家们从未完全理解两种伽马射线现象如何协同运作或与闪电之间的联系。

现在,我们在一道闪电里,同时观察到了两种伽马射线——从此,我们对雷暴现象的理解,又上了一层台阶。

日本东京大学的天体物理学家Yuuki Wada说:“在金泽冬季雷暴期间,我们的监测仪同时记录到TGF和雷击。这还算常见,但有趣的是,我们在同一区域同时观察到了伽马射线的弱爆发。此外,当闪电结束时,伽马闪光突然消失。我们最终确定上述现象密切相关,这是第一次观察到此类联系。”

虽然数十年里,科学家早已知道伴随着雷暴,可能会出现伽马射线活动——由电子与氮原子核的相互作用引发——之前只有一次同时检测到两种类型的伽马事件,且仪器读数还不太确定。

研究人员表示,这次毫无疑问,是首次“确凿无疑地同时检测”。但是,要搞清究竟发生了什么,未来还有很多东西需要研究。

该研究项目被称为冬季雷云的伽马射线观测(GROWTH)。项目团队在位于石川县金泽市的学校和其他建筑物上安装了一系列监视设备。

随着雷雨云因自然地形而接近地面,为我们研究它们内部的物理过程提供了理想的场所。

有趣的是,研究人员表示,伽玛射线爆发的可能性并不仅仅是出现在雷击之前,而是实际上促进了雷电现象的发生。待解决的许多谜团中,另一个瞩目的问题是,为什么TGFs很少与闪电现象同时发生,且导致TGFs的具体原因是什么。

进一步的研究,应该能够让科学家更接近问题的答案,且可以帮助气象学家更准确地预测雷击。

“通过更多的传感器,我们可以大大改善雷雨云模型。”Wada说,“现在还很难说,但是如果有足够的传感器数据,我们或可预测出方圆2公里在10分钟内出现的闪电。”

该研究发表在Communications Physics。

相关推荐:探索/知识/科学