雷雨中有什么東西比閃電更快？伽馬射線！ _美國

據(jù)美國宇航局（宇宙網(wǎng)絡(luò)團(tuán)隊(duì)）：一道閃電。一陣?yán)坐Q 。這些都是正常的暴風(fēng)雨景象和聲音。但有時(shí)，在云層之上，奇怪的事情會發(fā)生。我們的費(fèi)米伽馬射線太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了來自雷暴的伽馬射線爆發(fā)，這是宇宙中最高能量的光形式之一。伽馬射線通常被發(fā)現(xiàn)來自具有瘋狂的極端物理特性的物體，如中子星和黑洞。那么為什么費(fèi)米能看到它們來自雷暴呢？

每天大約有1000次，雷暴會發(fā)出地球上自然存在的一些瞬間爆發(fā)的最高能量的光。這些事件被稱為地面伽馬射線閃光，持續(xù)時(shí)間不到1毫秒，產(chǎn)生的伽馬射線能量是可見光的數(shù)千萬倍。圖像：美國國家航空航天局戈達(dá)德航天中心
當(dāng)?shù)孛娓浇鼫嘏睗竦目諝忾_始上升并遇到冷空氣時(shí) ，雷暴就形成了。隨著暖空氣上升，濕氣凝結(jié)成水滴。向上移動的水滴撞上向下移動的冰晶，剝離電子并在云中產(chǎn)生靜電荷。

雷暴中的上升氣流和下降氣流迫使雨、雪和冰碰撞并獲得電荷，這可能導(dǎo)致閃電。在合適的條件下，快速移動的電子可以產(chǎn)生地面伽馬射線閃光。圖像：美國國家航空航天局戈達(dá)德航天中心
風(fēng)暴的頂部帶正電，底部帶負(fù)電，就像電池的兩端。最終，相反的電荷積聚起來，足以克服周圍空氣的絕緣特性——然后“嗖”的一聲！你得到了閃電。

這幅插圖顯示了電子從雷雨云頭向上加速。圖像：美國國家航空航天局戈達(dá)德航天中心
科學(xué)家懷疑閃電重新配置了云的電場。在某些情況下，這使得電子以接近光速沖向風(fēng)暴的上部。這使得雷暴成為地球上最強(qiáng)大的自然粒子加速器！

與物質(zhì)的相互作用可以產(chǎn)生伽馬射線，反之亦然，如圖所示。接近光速的高能電子可以通過原子或分子附近發(fā)生偏轉(zhuǎn) ，從而產(chǎn)生伽馬射線。穿過原子電子層的伽馬射線轉(zhuǎn)化為兩種粒子:一種電子和一種正電子。圖像：美國國家航空航天局戈達(dá)德航天中心
當(dāng)這些電子遇到空氣分子時(shí)，它們會發(fā)出地面伽馬射線閃光，這意味著雷暴正在創(chuàng)造宇宙中一些最高能量形式的光。但這還不是全部——雷暴還可以產(chǎn)生反物質(zhì)！是的，你沒看錯(cuò)！有時(shí)，伽馬射線會進(jìn)入原子并產(chǎn)生一個(gè)電子和一個(gè)正電子，正電子是電子的反物質(zhì)！

如圖所示，美國國家航空航天局的費(fèi)米伽馬射線太空望遠(yuǎn)鏡在繞地球運(yùn)行時(shí)每三小時(shí)掃描一次整個(gè)天空。圖像：美國國家航空航天局戈達(dá)德太空飛行中心概念圖像實(shí)驗(yàn)室
費(fèi)米能在飛船正下方500英里（800公里）內(nèi)發(fā)現(xiàn)地面伽馬射線閃光。它使用一種稱為伽馬射線爆發(fā)監(jiān)視器的儀器來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，該儀器主要用于觀察來自宇宙的伽馬射線的壯觀閃光。

地球伽馬射線閃光費(fèi)米觀測十年的可視化。圖像：美國國家航空航天局戈達(dá)德航天中心
據(jù)估計(jì)，在任何特定時(shí)刻，地球上都會發(fā)生1800次雷暴。在太空的頭10年里，費(fèi)米望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了大約5000次地面伽馬射線閃光。但科學(xué)家估計(jì)每天有1000次這樣的閃光——我們只是看到了費(fèi)米常規(guī)軌道500英里以內(nèi)的閃光，不包括美國或歐洲。
上面的地圖顯示了費(fèi)米在2008年至2018年期間看到的所有閃光。（請注意，在南美洲的下部上空有一個(gè)斑點(diǎn)不見了。那就是南大西洋異常區(qū)，在這片天空中，輻射會影響航天器并導(dǎo)致數(shù)據(jù)故障。)

暴風(fēng)云產(chǎn)生了地球上自然產(chǎn)生的一些最高能量的光:地面伽馬射線閃光。后來成為2014年颶風(fēng)胡里奧的熱帶擾動在100分鐘內(nèi)產(chǎn)生了四次閃光，第二天又產(chǎn)生了第五次閃光。圖像：美國國家航空航天局戈達(dá)德航天中心
費(fèi)米還發(fā)現(xiàn)了來自個(gè)別熱帶天氣系統(tǒng)的地面伽馬射線閃光。2014年熱帶風(fēng)暴胡里奧在短短100分鐘內(nèi)產(chǎn)生了四次閃光！

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