-

Пенсильванский университет и международная группа исследователей раскрыли ключевые механизмы, запускающие молнии в грозовых облаках. Работа опубликована 28 июля 2025 года в Journal of Geophysical Research:Atmospheres и представляет собой первое количественное объяснение процесса, остававшегося загадкой со времен эксперимента Бенджамина Франклина 1752 года.

В чем суть открытия

По словам профессора Виктора Паско, молния формируется как атмосферная цепная реакция, где ключевую роль играют космические лучи, порождающие релятивистские электроны в грозовых облаках, сильные электрические поля, ускоряющие электроны до почти световой скорости, столкновения с молекулами воздуха (азот, кислород), вызывающие рентгеновское излучение и электронную лавину.

Паско сравнил этот процесс с «невидимым автоматом для игры в пинбол»: электроны ускоряются, сталкиваются, порождают новые электроны и фотоны, запускающие лавину.

Методы исследования

Ученые применили математическое моделирование (фотоэлектрический разряд с обратной связью), созданное Паско и коллегами в 2023 году, которое воспроизводит реальные условия внутри облаков.

Докторант Заид Первез проверил модель на основе наблюдений спутников, наземных датчиков и самолетов, выявив условия, при которых осуществляется активация электронной каскадной реакции.

Объяснение загадки гамма‑излучений (TGF)

Исследование впервые связывает темную молнию (наземные гамма-вспышки) с тем же механизмом запуска молнии: TGF – короткие всплески рентгеновских/гамма‑лучей, возникающие без видимого света и грома и происходящие в компактных зонах облака с высокой интенсивностью, но слабым оптическим и радиоизлучением. Это объясняется тем, что электронная лавина может «рожать» фотоны и ускорять новые электроны даже без яркой визуальной подписи.                     

Команда включает ученых из США, Франции, Дании, Чехии и NASA Goddard при поддержке Национального научного фонда США, CNES и других организаций. Такой масштаб позволяет объединить данные из разных источников и достичь высокого уровня надежности.                 

Практические последствия и значение 

Открытие позволяет более точно прогнозировать грозовую активность и способствует улучшению безопасности авиации и наземной инфраструктуры в условиях гроз. Также это новая парадигма в атмосферной физике, раскрывающая связь между космическими лучами и молниями.

Успех исследования Пенсильванского университета – результат четкой методологии, междисциплинарного подхода и строгой верификации фактов. Оно решает давний научный вопрос: как грозовое облако само запускает молнию без внешнего источника. 

Абдуазиз Хидиров, УзА