Команда ученых из Нидерландов под руководством Пима Шелларта (Pim Schellart) из университета Рэдбод в Наймегене, изучая космические лучи, обнаружила, что их поведение в земной атмосфере сильно зависит от погоды, а именно от того, проходят ли они через грозовой фронт. Ученые полагают, что понимание этих различий способно дать много новой информации о природе молний, которая до сих пор изучена очень мало. Результаты первых исследований астрономов в этом направлении опубликованы в журнале Physical Review Letters.
Исследователи изучали явление, известное как космический дождь. Это процесс, в ходе которого комические лучи попадают в атмосферу Земли и распадаются на множество отдельных субатомных частиц, включая позитроны, электроны и другие электрически заряженные частицы. По мере приближения к поверхности нашей планеты траектории движения частиц меняются под действием ее электромагнитного поля, и они испускают радиоволны. Голландские ученые как раз фиксировали эти волны с использованием радиотелескопа LOFAR и сравнивали их с компьютерной моделью, созданной ими же.
Оказалось, что модель хорошо описывает поведение частиц во всех случаях, кроме тех, когда они при движении к Земле проходят через грозовой фронт. Когда космический дождь проходил сквозь грозу, Шелларт и его коллеги обнаруживали нетипичный вариант радиоволн, связанный с сильным электрическим полем. Электрическое поле внутри грозового фронта разворачивало частицы, и менялась поляризация испускаемых ими волн.
Компьютерное моделирование позволило определить, какое именно поле должно было присутствовать, чтобы повлиять именно таким образом, как наблюдали ученые. В частности, ученые в деталях описали одну грозу. Она состояла из двух слоев: один в промежутке от 3 до 8 км над поверхностью земли с электрическим полем 50000 вольт на метр; и другой слой, ниже этого и с более слабым полем — именно он разворачивал частицы в противоположном направлении.
Ученые подчеркивают, что сделан лишь первый шаг, но важно, что появился еще один метод, с помощью которого можно исследовать малоизученный феномен гроз и молний, а значит, в перспективе, разработать и методы предсказания и защиты от этих природных явлений.
