Исследование было опубликовано в журнале Science Advances.
Эксперименты проводились в городе Канадзава, Япония. Ученые из Университета Осаки использовали высокочувствительные датчики, способные регистрировать молнию одновременно в радиодиапазоне, оптическом спектре и на уровне высокоэнергетического излучения.
Впервые в истории науки исследователи увидели, как два разряда — один с неба, другой с земли — приближаются друг к другу. За 31 микросекунду до их столкновения в точке между ними возникает экстремальное электрическое поле, которое ускоряет электроны почти до скорости света. В результате столкновения электронов с молекулами воздуха выделяется энергия в виде гамма-лучей.
Полный гамма-всплеск длится всего 50 микросекунд, что является крайне кратким моментом. Однако благодаря точной аппаратуре исследователи подтвердили, что гамма-вспышка возникает до удара молнии, а не после.
Это открытие помогает лучше понять процессы, происходящие в грозовых облаках, и раскрывает новые аспекты того, как Земля порождает экстремальные энергетические явления, сопоставимые с событиями в космосе. Ранее была предложена физическая модель шаровой молнии, согласно которой она представляет собой фотоны, заключенные в ловушку из сжатого воздуха. Исследование помогло объяснить устойчивость и свечение этого давно загадочного явления.