改装的冷战间谍飞机显示大多数热带风暴都具有放射性

似乎所有大雷暴都会以多种方式产生伽马射线。

艺术家对伽马射线风暴上空间谍飞机的想象。

图片来源：ALOFT 团队/Mount Visual（CC BY 4.0）

伽马射线是在核反应和宇宙中最极端的事件（如超新星爆炸、黑洞等）中发射的，但它们也可能来自离家更近的地方。在过去的三十年里，科学家发现雷暴能够产生伽马射线。新的研究强调了最强的光形式是如何在风暴中发生的。

雷暴中的伽马射线事件分为陆地伽马射线闪光（TGF），持续时间长达100微秒；以及伽马射线的辉光，可持续数百秒。这项新工作还发现了研究人员所谓的闪烁伽马射线闪光（FGF），它由比 TFG 持续时间更长（数百毫秒）的脉冲组成，并且它们似乎与更持久的辉光有关。

“雷暴中发生的事情比我们想象的要多得多，”杜克大学的合著者史蒂夫卡默教授在一份声明中说。 “事实证明，基本上所有大型雷暴都会全天产生多种不同形式的伽马射线。 ”

最初，人们认为闪电可能是这些伽马射线的产生的原因。看来事实并非如此。实际上，当闪电产生时，它往往会跟随伽马射线发射 - 因此也许伽马射线实际上引发了闪电。

根据这项工作，研究小组认为闪电的形成是由云层内的强电场加速的自由电子产生的。当它们向上移动时，它们与空气和水分子相互作用，这些碰撞会产生反应，包括形成反物质和伽马射线。

这项工作只有通过使用 NASA ER-2 高空机载科学飞机才能完成，这是一架改装的冷战时期 U2 间谍飞机。它的飞行高度是商用飞机的两倍，并曾十次飞越墨西哥湾来研究热带风暴。

卡默补充说：“一些飞机活动试图弄清楚这些现象是否常见，但结果好坏参半，而且在美国上空进行的几次活动根本没有发现任何伽马辐射。” “这个项目旨在一劳永逸地解决这些问题。 ”

“ER-2 飞机将成为雷云伽马射线的终极观测平台，”卑尔根大学的 Nikolai Østgaard 教授解释道，他是该项目的首席研究员，也是其中一篇论文的第一作者。 “飞行高度为 20 公里（12.4 英里），我们可以直接飞越云顶，尽可能靠近伽马射线源。 ”

观察结果还表明，辉光发射不是静态的，而是不断变化的，可能限制了内部积聚的能量。研究小组估计，大小对于产生伽马射线很重要，他们认为并非所有风暴都能产生伽马射线，但超过一半的热带风暴可以产生伽马射线。 

同样来自卑尔根大学和卑尔根大学的马蒂诺·马里萨尔迪教授说：“伽马发光雷雨云的动力学与以前的准静止辉光图像完全矛盾，并且在模式和行为上都类似于一个巨大的伽马发光沸腾锅。”另一篇论文的第一作者。

伽马射线发射并不危险。你必须身临其境才能体验到它——如果你是，你就会面临比伽马射线闪光更大的其他风险！ 

这些论文发表在《自然》杂志上，可以在这里和这里阅读。