20 公里高度的伽马射线辉光观测
空间物理
2021-07-08 v1
摘要
2017 年春季，在美国大陆上空开展了一次 ER-2 飞机探测活动，以观测雷暴与闪电产生的高能辐射。载荷由一套旨在探测闪电光学信号、电场与伽马射线的仪器组成。从美国佐治亚州出发，共执行 16 次飞行，在 20 公里巡航高度累计约 70 飞行小时。其中 45 飞行小时位于雷暴区域上空。本文给出了对 2017 年 5 月 8 日 21:47 UT 在科罗拉多上空观测到的两次伽马射线辉光事件的分析。我们探究了该云系统的电荷结构，以及可能产生伽马射线辉光的机制。在伽马射线辉光观测期间我们经过的雷暴云系统，其云系核心具有强对流。电场测量结合雷达与无线电测量表明其为反转电荷结构，具有上层负电荷层与下层正电荷层。基于建模结果，我们未能明确确定产生机制。可能的机制要么是局地（20 公里上方或下方）宇宙背景被低于局地阈值的电场增强，要么是云内宇宙背景被增强但具有正常极性且电场远高于相对论逃逸电子雪崩（Relativistic Runaway Electron Avalanche）阈值。
引用
@article{arxiv.2107.03181,
title = {Gamma Ray Glow Observations at 20-km Altitude},
author = {N. Østgaard and H. J. Christian and J. E. Grove and D. Sarria and A. Mezentsev and P. Kochkin and N. Lehtinen and M. Quick and S. Al-Nussirat and E. Wulf and G. Genov and K. Ullaland and M. Marisaldi and S. Yang and R. J. Blakeslee},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.03181},
year = {2021}
}