Ученые нашли источник антиматерии на Земле - это гроза

Этот телескоп обнаружил и вполне земные источники гамма-излучения — короткие гамма-вспышки, возникающие одновременно с молниями. Ежедневно на планете возникает около 500 таких вспышек, хотя большинство их не фиксируется.

"Эти сигналы являются первыми прямыми свидетельствами того, что грозы порождают пучки частиц антиматерии", — сказал Майкл Бриггс из университета Алабамы, один из членов команды "Ферми", представивший это открытие на конференции Американского астрономического общества в Сиэтле.

Один из приборов на борту "Ферми" — детектор гамма-вспышек GBM — зафиксировал 130 гамма-всплесков на Земле с момента запуска телескопа в 2008 году. Большинство из них было связано с грозами, происходившими в поле зрения аппарата.

Однако в четырех случаях прибор фиксировал гамма-вспышки, когда грозы на Земле были далеко за горизонтом. Так, например, "Ферми" "увидел" вспышку 14 декабря 2009 года, находясь над Египтом, в то время, как гроза была в 4,5 тысячи километров южнее, в Замбии, и напрямую "видеть" эту грозу GBM не мог.

Ученые объясняют такие случаи загоризонтного зрения присутствием антиматерии, а именно позитронов, антиподов электронов, среди "продуктов" грозы. Мощные потоки электронов, возникающие при разряде молнии, развивают скорость, близкую к световой, и в результате столкновения с атомами и молекулами производят гамма-излучение, уточняет BBC.

Как известно, гроза может приводить к возникновению электрического поля столь высокого напряжения, что за тысячную долю секунды она испускает столько заряженных частиц, сколько проходит через всю земную атмосферу в результате всех иных процессов. Самым очевидным свидетельством появления таких электрических полей являются молнии.

В свою очередь, гамма-излучение, воздействуя на атомы в атмосфере, может приводить к появлению пар частица-античастица — электронов и позитронов.

Позитроны, двигаясь вдоль силовых линий магнитного поля Земли, спустя 23 миллисекунды добирались до телескопа "Ферми", аннигилировали с электронами и порождали гамма лучи, которые и фиксировал монитор GBM. Энергия излучения — 511 килоэлектронвольт — соответствовала предположению об аннигиляции электронов и позитронов.

Когда электроны и позитроны сталкиваются, они испускают характерные световые лучи, которые и являются свидетельством появления антивещества.

Данные об открытии земного генератора антиматерии будут опубликованы в журнале Geophysical Research Letters.

Ранее российские ученые, изучавшие долю позитронов в галактических космических лучах, пришли к выводу, что их доля может быть первым прямым свидетельством существования темной материи.

Гамма-телескоп "Ферми" (Fermi Gamma-ray Space Telescope) был запущен на орбиту 11 июня 2008 года под именем GLAST и в августе был переименован в честь физика Энрико Ферми (1901-1954), одного из участников Манхэттенского проекта и основоположника физики высоких энергий.

На аппарате установлены два главных инструмента — телескоп LAT (Large Area Telescope), предназначенный для обзора неба в гамма-диапазоне, и детектор гамма-вспышек GBM. Телескоп уже дал ученым много новой информации, касающейся эволюции Вселенной, в частности, о природе темной материи и гравитации.

Стивен Каммер, исследователь атмосферного электричества из Университета Дьюка (штат Северная Каролина, США) считает, что данное открытие – самое важное за последнее время. "Что в атмосфере планеты происходят грозы, которые могут производить антиматерию и отправлять ее в космос в виде лучей, которые может распознать орбитальный космический аппарат – для меня это звучит ну прямо как отрывок из произведения научной фантастики", — заявил он.

"У этого открытия будут очень важные выводы, которые помогут нашему пониманию молнии как таковой. Мы на самом деле не понимаем многого о том, как действует молния. Немного преждевременно говорить о том, какие именно выводы из этого открытия мы сможем использовать, но я весьма уверен, что мы нашли важную часть научной головоломки", — добавил эксперт.