 Ученые -исследователи, использующие космический гамма-телескоп Fermi (НАСА), обнаружили потоки антиматерии, возникающие над грозовыми облаками над Землей, явление, которое ранее никогда не приходилось наблюдать... Ученые полагают, что частицы антиматерии образовались в гамма-всплесках земного происхождения (TGF), представляющих собой кратковременные вспышки, происходящие внутри грозовых облаков, и как доказано, связанные с молниями. По оценкам исследователей, ежедневно во всем мире происходит порядка 500 гамма-всплесков (TGF), но большая их часть проходит незамеченной.
"Эти сигналы - первое прямое доказательство того, что грозы порождают потоки частиц антиматерии," - сказал Майкл Бриггс (Michael Briggs), участник исследовательской группы, занимающейся наблюдениями гамма - всплесков с помощью прибора для регистрации гамма-всплесков Fermi's Gamma-ray Burst Monitor (GBM) в Университете штата Алабама в Хантсвилле (UAH). Он представил полученные данные в понедельник во время брифинга на конференции Американского астрономического общества в Сиэтле (Seattle).
На фидео: Космический гамма-телескоп НАСА Fermi зарегистрировал потоки антиматерии, которые вылетали из грозовых облаков. По аналогии с огромными ускорителями частиц, во время грозы могут возникать гамма-всплески, получившие название TGFs, а также электроны высокой энергии и позитроны. Теперь ученые считают, что большинство TGFs генерирует потоки частиц и антиматерию. Автор: Центр космических полетов им. Годдарда (НАСА).
Телескоп Fermi (Ферми) предназначен для регистрации гамма-излучения (гамма-лучей), самого высокоэнергетического вида излучения. Когда антивещество, достигающее поверхности телескопа Fermi, сталкивается с частицей обычной материи, они тотчас аннигилируют с испусканием гамма-излучения. Монитор (прибор для регистрации гамма-всплесков) GBM зарегистрировал гамма-излучение с энергией порядка 511,000 электронвольт, сигнал, указывающий на то, что электрон встретился со своим «антиэлектроном» -античастицей, которая носит название позитрон.
Хотя монитор GBM телескопа Fermi разработан для наблюдений за высокоэнергетическими событиями, имеющими место в космосе, он также дает неоценимую возможность проникнуть в глубинную суть необычного явления. GBM постоянно отслеживает всю небесную сферу, находящуюся над ним, и пространство внизу, которое простирается до Земли. Группа исследователей, работающая с прибором GBM, идентифицировала 130 гамма-всплесков (TGFs) с момента запуска телескопа Fermi в 2008 году.
"Проведя на орбите менее трех лет, миссия Fermi доказала, что является великолепным инструментом для зондирования Вселенной. Теперь мы знаем, что она может открывать тайны гораздо ближе к нашему «дому» ," – заявила Илана Гаррус (Ilana Harrus), научный сотрудник программы Fermi при штаб-квартире НАСА в Вашингтоне.
На фото: Прибор для регистрации гамма- всплесков, установленный на телескопе Fermi (Gamma-ray Burst Monitor), зарегистрировал 130 всплесков гамма – излучения (TGFs )с августа 2008 года до конца 2010 года. Благодаря незначительным изменениям, проведенным в аппаратуре, группа смогла увеличить скорость обнаружения до нескольких гамма-всплесков ( TGFs) в неделю. (Аудио сопровождение не предусмотрено) Автор: НАСА
Космический аппарат с телескопом тотчас пеленговал область над грозой в большинстве наблюдаемых случаев гамма- всплесков, однако, в четырех случаях грозовые явления происходили далеко от телескопа Fermi. К тому же, генерируемые молниями радиосигналы, детектируемые глобальной сетью станций наблюдения (мониторинга), определили единственную молнию в тот период времени, которая была на расстоянии сотен или более миль. Во время одного из всплесков (TGF), который имел место 14 декабря 2009 года, Fermi находился над Египтом. А эпицентр грозы был в Замбии, примерно в 2,800 милях к югу. Отдаленная гроза была ниже видимого горизонта для приборов Fermi, поэтому, какое бы то ни было гамма- излучение, порождаемое ею, просто не могло быть зарегистрировано.
"Хотя Fermi и не мог «видеть» грозу, космический аппарат все же был связан с ней магнитной связью," - утверждает Джозеф Двайер (Joseph Dwyer) из Флоридского технологического института в Мельбурне, штат Флорида. "Гамма-всплеск (TGF) генерировал быстрые электроны и позитроны, которые затем отклонялись магнитным полем Земли и соударялись с поверхностью космического аппарата."
Пучок проходил мимо телескопа Fermi, достигал точки, называемой «зеркальной» точкой, в которой резко менял направление движения на обратное, а затем ударялся о поверхность космического аппарата второй раз, всего лишь 23 миллисекунды спустя. Всякий раз при соударении с поверхностью космического аппарата происходило столкновение позитронов пучка с электронами аппарата. Частицы аннигилировали, испуская гамма-излучение, которое регистрировалось прибором для регистрации гамма-всплесков (GBM), установленным на телескопе Fermi.
Ученые давно подозревали, что источником гамма- всплесков (TGFs) являются сильные электрические поля, сконцентрированные в верхней части грозовых облаков. Говорят, что при определенных условиях поле становится достаточно сильным, чтобы разогнать движущуюся вверх лавину электронов. Достигая скоростей, близких к скорости света, быстрые (высокоэнергетические) электроны, изменяют направление, сталкиваясь с молекулами воздуха, и испускают гамма-лучи. Обычно, эти гамма-лучи, регистрируются как гамма-всплески (TGF).
Однако каскады электронов создают такое множество гамма-лучей, что они с силой выбрасывают электроны и позитроны из атмосферы. Это происходит, когда энергия гамма-излучения трансформируется в пару частиц: электрон и позитрон. Как раз эти частицы и достигают орбит
|
