На Земле каждую секунду происходит порядка 44 молнии, что поражает наш взгляд на атмосферные процессы. Известно, что молнии возникают после значительного накопления энергии в облаках, однако электрические поля внутри них зачастую оказываются недостаточными для преодоления изоляционных свойств воздуха и начала мощного разряда.
Учёные из Лос-Аламосской национальной лаборатории предложили гипотезу, согласно которой дождевые каскады субатомных частиц, или космические лучи, создают ионизованные пути, способные обеспечить старт молнией. Эти потоки частиц, порождаемые солнечными вспышками и взрывами сверхновых в Млечном Пути и за его пределами, могут сыграть роль искры, запускающей процесс разряда.
30 июля 2022 года во время 90-минутного шторма была проведена серия измерений с использованием специально сконфигурированного радиоинтерферометра, состоящего из восьми антенн, позволяющих создать трёхмерное изображение траекторий молний. Более 300 разрядов были зафиксированы над базой Лос-Аламосской лаборатории, что позволило собрать уникальные данные о самых ранних этапах молниевого разряда.
Анализ сигналов выявил, что начальные разряды демонстрировали различную поляризацию относительно направления распространения. Такой эффект указывает на влияние не только электрического поля внутри облака, но и дополнительного механизма, связанного с дифференциальным отклонением высокоэнергетических позитронов и электронов под действием этого поля.
Гипотеза космического запуска молнии получает дополнительное подтверждение: ионизированные траектории, созданные потоками частиц, действуют как проводящие каналы. Этот механизм не только объясняет старт молнии при недостаточной силе электрического поля, но и позволяет понять, почему наблюдаются начальные положительные разряды в некоторых случаях.
Исследование, опубликованное в работе «3D Radio Frequency Mapping and Polarization Observations Show Lightning Flashes Were Ignited by Cosmic‐Ray Showers» (Shao, X.-M., Jensen, D. P., Ho, C., Caffrey, M. P., Raby, E. Y., Graham, P. S., Haynes, W. B., & Blaine, W. G., 2025) в журнале JGR Atmospheres, демонстрирует, что дифференциальное отклонение заряженных частиц в облачных полях приводит к наблюдаемому изменению ориентации сигналов начальных разрядов.
Связь между космическими лучами и запуском молнии остаётся предметом дальнейших исследований. Для окончательного подтверждения гипотезы требуется выявление космических лучей на поверхности Земли с помощью детекторов заряженных частиц и установление их временной и пространственной корреляции с моментом начала молниевого разряда.
Длительные наблюдения и тщательный статистический анализ необходимы для оценки вероятности взаимосвязи между случайным попаданием космических лучей и точкой запуска молнии, что открывает новые возможности для изучения атмосферной физики и прогноза погодных явлений.
Изображение носит иллюстративный характер
Учёные из Лос-Аламосской национальной лаборатории предложили гипотезу, согласно которой дождевые каскады субатомных частиц, или космические лучи, создают ионизованные пути, способные обеспечить старт молнией. Эти потоки частиц, порождаемые солнечными вспышками и взрывами сверхновых в Млечном Пути и за его пределами, могут сыграть роль искры, запускающей процесс разряда.
30 июля 2022 года во время 90-минутного шторма была проведена серия измерений с использованием специально сконфигурированного радиоинтерферометра, состоящего из восьми антенн, позволяющих создать трёхмерное изображение траекторий молний. Более 300 разрядов были зафиксированы над базой Лос-Аламосской лаборатории, что позволило собрать уникальные данные о самых ранних этапах молниевого разряда.
Анализ сигналов выявил, что начальные разряды демонстрировали различную поляризацию относительно направления распространения. Такой эффект указывает на влияние не только электрического поля внутри облака, но и дополнительного механизма, связанного с дифференциальным отклонением высокоэнергетических позитронов и электронов под действием этого поля.
Гипотеза космического запуска молнии получает дополнительное подтверждение: ионизированные траектории, созданные потоками частиц, действуют как проводящие каналы. Этот механизм не только объясняет старт молнии при недостаточной силе электрического поля, но и позволяет понять, почему наблюдаются начальные положительные разряды в некоторых случаях.
Исследование, опубликованное в работе «3D Radio Frequency Mapping and Polarization Observations Show Lightning Flashes Were Ignited by Cosmic‐Ray Showers» (Shao, X.-M., Jensen, D. P., Ho, C., Caffrey, M. P., Raby, E. Y., Graham, P. S., Haynes, W. B., & Blaine, W. G., 2025) в журнале JGR Atmospheres, демонстрирует, что дифференциальное отклонение заряженных частиц в облачных полях приводит к наблюдаемому изменению ориентации сигналов начальных разрядов.
Связь между космическими лучами и запуском молнии остаётся предметом дальнейших исследований. Для окончательного подтверждения гипотезы требуется выявление космических лучей на поверхности Земли с помощью детекторов заряженных частиц и установление их временной и пространственной корреляции с моментом начала молниевого разряда.
Длительные наблюдения и тщательный статистический анализ необходимы для оценки вероятности взаимосвязи между случайным попаданием космических лучей и точкой запуска молнии, что открывает новые возможности для изучения атмосферной физики и прогноза погодных явлений.
