Учените измерват за първи път рентгенови лъчи от опасна насочена нагоре мълния: ScienceAlert

Начинът, по който мислим за мълнията, е донякъде насочен. Извива се от небето в разбиващи се потоци електричество, символ на силата на бурята.

Но мълнията не винаги пада надолу и учените току-що направиха предварително измерване, което може да ни помогне да разберем начина, по който тази мощна сила е оформена в природата.

В конкретен вид светкавица, която удря по-високо към небето, наречена положителни светкавици нагоре, екип, ръководен от астрофизика Томас Оригел-Шомон от Швейцарския федерален технологичен институт (EPFL), директно откри и измери рентгеновото излъчване.

Възходящите светкавици са вид светкавица, която започва с отрицателно заредени сили в точка на голяма надморска височина, постепенно се издига към небето, за да се свърже с гръмотевичен облак, преди да прехвърли положителен заряд към земята. Откриването на рентгенови лъчи може да помогне за смекчаване на щетите, причинени от мълния по света.

„На морското равнище проблясъците нагоре са рядкост, но могат да станат доминиращ тип на по-висока надморска височина.“ “, казва Уригел Шомон. „Също така има потенциал да бъде по-вредно, тъй като при светкавица нагоре светкавицата остава в контакт със структурата по-дълго, отколкото по време на светкавица надолу, което й дава повече време за прехвърляне на електрическия заряд.“

Рентгеновите лъчи са добре познат спътник на мълнията. Открихме го в насочена надолу мълния от облак към земя и в светкавица, задействана от ракета, и в двата случая по време на фазата на водещата отрицателна стрелка надолу. Открит е в етапа на Командир на стрелец на Асцендентната пасивна светкавица.

Но рентгеновото откриване на пионерската фаза на четири светкавици на положителна светкавица, излъчвана от кулата Сантис в Швейцария, казват Орижиел-Шомон и техният екип, е нов инструмент за разбиране на мълнията.

„Действителният механизъм, чрез който мълнията започва и се разпространява, остава загадка.“ Те обясняват. „Наблюдението на светкавици, издигащи се от високи структури като кулата Сантис, прави възможно съпоставянето на рентгеновите измервания с други едновременно измерени величини, като например високоскоростни видео наблюдения и електрически токове.“

Кулата Сантис е чудесно място за изучаване на светкавици. Проектирана и използвана като комуникационна кула и станция за наблюдение на времето, сградата е висока 124 метра (407 фута) и се намира на върха на 2502 метра (8209 фута) връх Сантис в Апенцелските Алпи.

Той стърчи като пръст в небето и е основна мишена за мълния; Наистина той беше ударен от токови удари Около 100 пъти годишно.

Тъй като е толкова високо и тъй като има ясни гледки към близките планини, това е отлично място за записване и анализиране на поведението на светкавиците. Изследователите заснеха своите четири светкавици нагоре с помощта на високоскоростни камери; Единична светкавица беше записана с удивителните 24 000 кадъра в секунда.

Тези камери позволиха на изследователите да направят разликата между положителните светкавици нагоре, които излъчват рентгенови лъчи, и тези, които не го правят. Рентгеновото излъчване е много кратко, изчезва в рамките на първата милисекунда от образуването на лидера и е свързано с много бързи промени в електрическото поле, както и скоростта, с която се променя токът.

Изследователите казват, че това има последици за намаляване на количеството щети, причинени от мълнията на човешките структури.

„Като физик ми харесва да мога да разбера теорията зад наблюденията, но тази информация също е важна за разбирането на светкавиците от инженерна гледна точка.“ “, казва Уригел Шомон.

„Все повече конструкции на голяма надморска височина, като вятърни турбини и самолети, се изграждат от композитни материали. Те са по-малко проводими от метали като алуминий, така че се нагряват повече, което ги прави уязвими за повреда от насочени нагоре мълнии.“

Изследването на екипа е публикувано в Научни доклади.