Использование нейтронных всплесков космических лучей для понимания гамма-всплесков от молний

Анализ данных от картографа молний и небольшого портативного детектора радиации неожиданно пролил свет на то, как может выглядеть гамма-всплеск от молнии — путём наблюдения нейтронов, генерируемых в почве очень большими ливнями космических лучей. Работа проводилась в обсерватории космических лучей HAWC (High Altitude Water Cherenkov) в Мексике.

"Это было случайное открытие", — сказал Грег Бауэрс, учёный из Лос-Аламосской национальной лаборатории и ведущий автор исследования, опубликованного в Geophysical Research Letters. Изначально система была настроена для изучения наземных гамма-вспышек от молний. Однако вместо них во время ясной погоды были зафиксированы мощные всплески счёта частиц. Данные HAWC показали, что в каждом таком случае массив обсерватории был перегружен чрезвычайно большими ливнями космических лучей.

Коллега из UC Santa Cruz Дэвид Смит обнаружил, что подобные "нейтронные всплески" ранее наблюдались учёными в России. Моделирование, проведённое Уильямом Блейном из Лос-Аламоса, которое впервые учло не только адроны, но и гамма-лучи в ядре ливня, подтвердило наблюдения. Оказалось, что гамма-лучи производят такой же тип нейтронного всплеска, как и адроны.

Это исследование предполагает, что любое природное явление, создающее направленный к земле пучок гамма-лучей (например, нисходящие наземные гамма-вспышки от молний), может производить аналогичный сигнал "нейтронного всплеска". "Это говорит нам, что нельзя моделировать только попадание гамма-лучей в детектор — необходимо также учитывать нейтронный всплеск, происходящий поблизости", — пояснил Бауэрс. Это открытие значимо для будущих усилий по моделированию наблюдений наземных гамма-вспышек.