Физики из Института фундаментальных исследований имени Тата в Индии выяснили, почему телескоп GRAPES-3, который регистрирует космические частицы, фиксирует больше гроз на востоке. Магнитное поле планеты искажает поток космических мюонов, с помощью которых ученые «просвечивают» облака, сообщается в журнале Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
Космические лучи — это потоки частиц из космоса. Врезаясь в атмосферу, они порождают мюоны: нестабильные заряженные частицы, которые, однако, успевают долететь до земли и легко проходят сквозь облака. Проходя сквозь грозу, мюоны реагируют на ее электрическое поле: положительные замедляются, а отрицательные ускоряются. Поскольку из космоса прилетает больше положительных частиц, общий поток меняется — по этому изменению можно вычислить напряжение внутри облака. Ранее та же команда зафиксировала внутри облака напряжение в 1,3 гигавольта — в 10 раз больше предыдущих прямых измерений. Однако данные за девять лет показали аномалию: 81,5% гроз телескоп зарегистрировал на востоке и лишь 13,7% — на западе.
«Мюоны — идеальный дар для подобных исследований, они подобны электрическому току, протекающему через атмосферу», — объяснил физик Сунил Гупта.
Разгадка кроется в «восточно-западном эффекте», известном почти сто лет. Магнитное поле Земли отклоняет заряженные частицы, из-за чего низкоэнергетические лучи, летящие с востока, отсеиваются сильнее, чем с запада. Моделирование показало, что баланс частиц меняется: на востоке на одну отрицательную частицу приходится 1,37 положительных, а на западе — всего 1,14. Чем выше этот дисбаланс, тем заметнее гроза влияет на поток мюонов. Поэтому аппаратура оказалась чувствительнее к восточным грозам, хотя сами грозы распределяются равномерно.
Теперь ученые могут точнее калибровать данные и безопасно изучать электричество тропических бурь. Прямые измерения напряжения внутри облаков традиционными методами требуют отправки метеозондов или самолетов прямо в эпицентр стихии. Использование космических частиц открывает безопасный способ непрерывного мониторинга прямо с земли, значительно продвигая наше понимание того, как формируется колоссальная энергия атмосферных разрядов.
Ранее телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил планету, которой не должно существовать.