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進入解開雷暴之謎！ NASA發現熱帶雷暴產生大量伽馬射線
這張圖片描繪了NASA的ER-2高空偵察機，飛越雷雨雲層上方進行觀測的景象。（圖擷取自University of Bergen / Mount Visual）
〔編譯陳成良／綜合報導〕美國航太總署（NASA）利用改裝的U2高空偵察機，揭示熱帶雷暴中會產生大量伽馬射線（Gamma Ray ），這一發現打破了對雷暴的傳統認識，並可能改變我們對閃電形成的理解。
1990年代，NASA發現原設計用於觀測超新星的衛星意外檢測到地球雷暴釋放伽馬射線。儘管很快確定這些高能粒子來自雷暴，但其頻率及背後機制仍未解開。由於衛星非專為觀測地球伽馬射線設計，無法持續追蹤。
據《每日科技網》（scitechdaily）報導，為此，NASA的科學家使用ER-2高空研究飛機進行了此次觀測任務。ER-2是一架專為高空科研設計的飛機，改裝自U-2偵察機，能飛至高達21公里的高度，超過雷暴頂部約4.8公里，這讓科學家能夠直接從雷暴雲層的上方進行伽馬射線閃光（TGF）的觀測，捕捉到平常難以探測的數據
10月3日發表於《自然》（Nature）的兩篇論文指出，研究團隊發現伽馬射線的產生比過去預期更為普遍且複雜。美國杜克大學（Duke University）工程學教授庫默（Steve Cummer）表示：「幾乎所有大型雷暴都能持續生成多樣化的伽馬射線。」
伽馬射線的產生過程大致如下：雷暴中上升氣流使水滴、冰晶互相摩擦產生電荷，形成強大電場。電子在電場中加速，撞擊空氣分子時釋放更多高能電子，最終引發核反應，釋放出強烈伽馬射線。
此外，飛機靠近雷暴時觀測到的微弱伽馬射線顯示，部分雷暴具備足夠能量，能長時間持續產生低能伽馬射線，但受到某種機制抑制，未能如預期爆發。
研究團隊在佛羅里達州南部熱帶地區進行觀測，短短一個月內，ER-2偵察機進行了10次任務，其中9次成功捕捉到伽馬射線動態變化，比預期更劇烈。挪威卑爾根大學（University of Bergen）太空物理學教授奧斯特加德（Nikolai Østgaard）指出：「ER-2偵察機在2萬公尺高空飛行，能貼近伽馬射線源，進行前所未有的觀測。」
研究團隊還發現了2種前所未見的伽馬射線爆發現象，分別是極短時間內的微爆發及多次重複爆發。這些發現揭示了雷暴內部能量轉換的複雜性，仍有待進一步研究。
至於這些伽馬射線是否對人體有危險，庫默教授解釋，僅當接近源頭時才有輻射風險，但飛機通常會避開雷暴核心區域，因此不必過度擔心飛行安全。
ER-2是NASA用來進行高空科學研究的飛機，這架飛機實際上是冷戰時期U-2偵察機的改裝版。ER-2飛行高度約為商業航班的兩倍，能飛越大多數雷暴雲層的頂部，這使得科學家能夠直接在雷暴雲層上方觀測伽馬射線。（圖擷取自NASA）
