golos_dobra (golos_dobra) wrote,
golos_dobra
golos_dobra

Categories:

Эльфы на море, Спруты над землей

В течение многих лет Фрэнки Лусена из Пуэрто-Рико следил за небесами над грозами на Карибах. Его камеры часто снимают изображения экзотических «космических молний» - странных форм, которые поднимаются вверх от электрической бури внизу. Чаще всего он видит спрайтов; иногда он ловит гигантский ДЖЕТ.
6 августа он сфотографировал одну из самых редких форм, неуловимого ЭЛВА:



«Этот ЭЛЬВ появился над штормом к югу от Пуэрто-Рико в 3:47 по местному времени», - говорит Лусена. «По сути, это пончик красного света шириной от 300 до 400 км».

Впервые увиденные камерами на космическом челноке в 1990 году, ЭЛВЭ появляются, когда импульс электромагнитного излучения от молнии от облака к земле распространяется в космос и ударяется об основание ионосферы Земли. Слабое кольцо ярко-красного света отмечает «пятно», куда попадает ЭМИ.

«Чтобы это произошло, молния должна быть очень сильной - обычно 150–350 килоампер», - говорит Оскар ван дер Вельде, член исследовательской группы по молнии в Политехническом университете Каталонии. «Для сравнения, обычные вспышки от облака к земле достигают только 10-30 кА».

ELVE неуловимы - и это преуменьшение. Моргая и исчезая всего за 1/1000 секунды, они совершенно невидимы для человеческого глаза. Для сравнения, красные спрайты имеют тенденцию длиться сотые доли секунды, а обычная молния может мерцать в течение секунды или более. Их краткость объясняет, почему ЭЛВЫ являются более недавним открытием, чем другие явления, связанные с молнией.

https://arxiv.org/pdf/1907.12813.pdf
Мы описываем работу сцинтилляционного кристалла CeBr3 (LB) с низким фоновым бромидом церия 23 × 23 × 30 мм3, соединенного с фотоумножителем Hamamatsu R11265U-200. Этот детектор станет строительным блоком для массива детекторов гамма-излучения, предназначенного для полезной нагрузки для CubeSat, который будет запущен в 2020 году. Цель миссии - изучить вспышки гамма-лучей земного происхождения. Конструкция детектора была настроена для регистрации гамма-лучей в диапазоне энергий 20 кэВ – 3 МэВ.

Несмотря на то, что возможности обнаружения TGF значительно улучшились за эти годы, точный механизм производства TGF еще предстоит полностью понять. В настоящее время ведущей моделью, предлагаемой для объяснения TGF, является релятивистская лавина убегающих электронов (RREA). Для гроз с электрическими полями выше 2,84 × 105 × n В / м, где n - плотность воздуха относительно уровня моря, электрон получает больше энергии, чем теряет при столкновениях с воздухом, следовательно, «убегая». Убегающие электроны были впервые теоретизированы Уилсоном в его основополагающей работе 1925 года [16], но только в 1992 году Гуревич, Милих и Руссел-Дюпре [17] показали, что упругое рассеяние между убегающими электронами может инициировать процесс умножения, также известный как лавина (очевидно, Уилсон также знал об этом процессе, который он упоминал как «эффект снежного кома» в своих заметках [18]). Следует отметить, что это не то, что мы обычно называем «электрическим пробоем» [19], поскольку этот процесс не является самодостаточным [20]. Фактически, убегающие электроны должны постоянно обеспечиваться внешним источником (исключением является «холодный побег»), когда тепловые электроны, обычно создаваемые в грозовых разрядах, могут все убегать, если электрическое поле превышает критическое значение 30 МВ /. м [19]).

Две другие ведущие модели TGF - это самоподдерживающиеся механизмы [21, 22]. Одна из них называется моделью «релятивистской обратной связи» и включает в себя распространяющиеся назад убегающие позитроны и рентгеновские лучи обратного рассеяния [12]; другой, вместо этого, включает ускорение электронов в сильном электрическом поле ступенчатых молниеносных лидеров [23–25].

Все миссии до 2018 года, которые изучали TGF, фактически не были специально разработаны для этой области. BATSE, AGILE (Astro-rivelatore Gamma a Immagini LEggero) и космический телескоп Fermi Gamma-Ray, предназначенный для исследования космических источников гамма-излучения, в то время как основной целью RHESSI было исследование солнечных вспышек путем регистрации фотонов от 3 кэВ до 17 МэВ.

Прошлые миссии, возможно, недооценили интенсивность этих атмосферных явлений, потому что их реакция на время не была оптимизирована для этих быстрых явлений.

Одна из основных задач по изучению TGF уже началась в 2018 году с установки ASIM (Монитора атмосферно-космических взаимодействий) на CEPF (Columbus External Platform Facility) МКС [26]. Другая миссия должна начаться в конце 2019 года с запуска TARANIS (Инструмент для анализа излучения от молнии и спрайтов), спутника, предназначенного для специфического наблюдения TGF и связанных с ним явлений в атмосфере [27]. RAADSat будет одним из первых спутников, построенных на низкобюджетных средствах для изучения TGF. Миссия, стоимость которой составляет около полумиллиона долларов США, поддерживается Космическим агентством ОАЭ в рамках «Конкурса минисатов ОАЭ» 2018 года, где предлагаемая полезная нагрузка заняла первое место и была награждена 100 тысячами долларов США.
Для этой цели мы предлагаем быстрый детектор, в котором используются низкофоновые сцинтиллирующие кристаллы бромида церия (CeBr3 (LB)) (производства Scionix), соединенные с быстрыми, компактными и легкими фотоумножителями (PMTs, модель R11265U-200 производства Hamamatsu). Детектор охватывает широкий энергетический диапазон от 20 кэВ до 3 МэВ.

Сцинтиллятор

Учитывая временные характеристики TGF, предварительным условием для среды обнаружения является короткое время затухания, чтобы приспособиться к высокой частоте событий. Кристалл, который первоначально рассматривался как жизнеспособный вариант, представлял собой легированный церием ортосиликат иттрия из лютеция (Lu2 (1-x) Y2xSiO5), также сокращенно обозначенный как LYSO: Ce. LYSO: Ce имеет относительно высокую плотность (7,25 г / см3 [29]), хороший световой выход (≈5600–7600 ph / МэВ [29]), хорошее энергетическое разрешение и время затухания около 40 нс при 420 нм. [29], с преимуществом не гигроскопичности [30]. Однако LYSO: Ce радиоактивен из-за присутствия 176Lu, которое распадается за счет β- излучения. Измерения, выполненные с помощью детектора NaI: Tl (показанного на фиг.3), привели к предполагаемой общей активности, в сорок раз превышающей активность CeBr3 (LB). По этой причине LYSO: Ce был затем отброшен.


https://taranis.cnes.fr/en/TARANIS/index.htm

Tool for the Analysis of RAdiation from lightNIng and Sprites
TARANIS
Hunting for elves

https://pdfs.semanticscholar.org/6257/6713b31d233d2f58316f6e702c1663c16764.pdf



Figure 4. Estimated global detectable TGF density map, and ground tracks of the orbits of TARANIS (planned), RHESSI, Fermi and AGILE.

The grey area denotes an approximative South Atlantic anomaly assumed for the simulations, and where TGF can occur but no detection by satellites is possible due to high background.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Бразильская_магнитная_аномалия

Бразильская магнитная аномалия (БМА) — магнитная аномалия Земли в Южном полушарии, у берегов Бразилии и Южной Африки (Бразильская и Кейптаунская аномалии, которые часто объединяются в Южно-атлантическую аномалию (ЮАА)).

Говоря проще, магнитосфера Земли как кожура апельсина защищает её от вредных воздействий извне, а БМА представляет собой глубокую вмятину на кожуре, все объекты на низкой орбите Земли (находящиеся как бы под кожурой), проходя через БМА (вмятину на кожуре), выходят из-под защиты магнитосферы и становятся беззащитными перед разрушающими потоками из космоса. Именно поэтому все аппараты приостанавливают свою работу, пролетая над БМА.

Наблюдения орбитальным телескопом «Хаббл» из-за повышенного уровня радиации невозможны тогда, когда телескоп пролетает над этой аномалией

https://arxiv.org/abs/1107.4882v1

The discovery of geomagnetically trapped cosmic ray antiprotons

A measurement of the atmospheric sub-cutoff antiproton spectrum outside the radiation belts is also reported. PAMELA data show that the magnetospheric antiproton flux in the SAA exceeds the cosmic-ray antiproton flux by three orders of magnitude at the present solar minimum, and exceeds the sub-cutoff antiproton flux outside radiation belts by four orders of magnitude, constituting the most abundant source of antiprotons near the Earth.

+++

Обученных астрофизике до последних лет, не говоря уж
до начала 21-го века, надо переучивать буквально что с нуля,
потому что опрокидывать как сегодня уже кристально ясно -
ОШИБОЧНЫЕ ГИПОТЕЗЫ куда тяжелее, чем учить с чистого листа КАК НАДО.

Астрофизика, наверное особенно показательна в этом плане,
следующая, условно можно определить по рангу - всякого рода
“генная” биология, которая опять же в последние годы опрокинула буквально
все, чему учили настырно в двадцатом веке.

С физикой ничего почти переучивать не надо, просто выкинуть
всякого рода “вторичное квантования” и все,
хоть чуть пахнущее “теорией струн”,
и в остатке будет нормально.

Сложнее всего расклады в экономике и прочих социальных науках.
Тут однозначно не определишь, где резать, а где еще можно лечить.

Почему там настолько принципиально никак не решаемый и
глубокий, дальше некуда, кризис?

Да просто там, как нигде более, предельно ясно насколько
вредно и прямо ошибочно использовать “статистику” вместо
мысли, с всегда заведомо и крайне неправильными трактовками
в любом “анализе данных” чем угодно, какими угодно методами.
С другой же стороны, при применении таланта и мысли вскрываются
сразу вещи, которые ставят ну в очень неудобное положение
как “власть имущих”, так и “кормящий их народ”.

Но вот почему именно астрофизика породила
в 20-ом веке такое количество одновременно и
массово воспринятых и в то же время глубоко ЛОЖНЫХ гипотез -
это куда более интересная тема.

Меж тем в Европе сегодня


Кое-где следы глобального потепления еще видны,
но уже ясно даже для невооруженного математикой взгляда
насколько это все сильнейшим образом
НЕ ЗНАЧИМО в сравнении с более актуальной и серьезной РЕАЛЬНОЙ УГРОЗОЙ.

Спешите греться остатками нагретого
ЗА ВЕСЬ ДВАДЦАТЫЙ ВЕК!

Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic
  • 20 comments