雷雨中有什么东西比闪电更快？伽马射线！
（神秘的地球uux.cn）据美国宇航局（宇宙网络团队）：一道闪电。一阵雷鸣。这些都是正常的暴风雨景象和声音。但有时，在云层之上，奇怪的事情会发生。我们的费米伽马射线太空望远镜发现了来自雷暴的伽马射线爆发，这是宇宙中最高能量的光形式之一。伽马射线通常被发现来自具有疯狂的极端物理特性的物体，如中子星和黑洞。那么为什么费米能看到它们来自雷暴呢？
每天大约有1000次，雷暴会发出地球上自然存在的一些瞬间爆发的最高能量的光。这些事件被称为地面伽马射线闪光，持续时间不到1毫秒，产生的伽马射线能量是可见光的数千万倍。图像：uux.cn/美国国家航空航天局戈达德航天中心
当地面附近温暖潮湿的空气开始上升并遇到冷空气时，雷暴就形成了。随着暖空气上升，湿气凝结成水滴。向上移动的水滴撞上向下移动的冰晶，剥离电子并在云中产生静电荷。
雷暴中的上升气流和下降气流迫使雨、雪和冰碰撞并获得电荷，这可能导致闪电。在合适的条件下，快速移动的电子可以产生地面伽马射线闪光。图像：uux.cn/美国国家航空航天局戈达德航天中心
风暴的顶部带正电，底部带负电，就像电池的两端。最终，相反的电荷积聚起来，足以克服周围空气的绝缘特性——然后“嗖”的一声！你得到了闪电。
这幅插图显示了电子从雷雨云头向上加速。图像：uux.cn/美国国家航空航天局戈达德航天中心
科学家怀疑闪电重新配置了云的电场。在某些情况下，这使得电子以接近光速冲向风暴的上部。这使得雷暴成为地球上最强大的自然粒子加速器！
与物质的相互作用可以产生伽马射线，反之亦然，如图所示。接近光速的高能电子可以通过原子或分子附近发生偏转，从而产生伽马射线。穿过原子电子层的伽马射线转化为两种粒子:一种电子和一种正电子。图像：uux.cn/美国国家航空航天局戈达德航天中心
当这些电子遇到空气分子时，它们会发出地面伽马射线闪光，这意味着雷暴正在创造宇宙中一些最高能量形式的光。但这还不是全部——雷暴还可以产生反物质！是的，你没看错！有时，伽马射线会进入原子并产生一个电子和一个正电子，正电子是电子的反物质！
如图所示，美国国家航空航天局的费米伽马射线太空望远镜在绕地球运行时每三小时扫描一次整个天空。图像：uux.cn/美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心概念图像实验室
费米能在飞船正下方500英里（800公里）内发现地面伽马射线闪光。它使用一种称为伽马射线爆发监视器的仪器来实现这一目标，该仪器主要用于观察来自宇宙的伽马射线的壮观闪光。
地球伽马射线闪光费米观测十年的可视化。图像：uux.cn/美国国家航空航天局戈达德航天中心
据估计，在任何特定时刻，地球上都会发生1800次雷暴。在太空的头10年里，费米望远镜发现了大约5000次地面伽马射线闪光。但科学家估计每天有1000次这样的闪光——我们只是看到了费米常规轨道500英里以内的闪光，不包括美国或欧洲。
上面的地图显示了费米在2008年至2018年期间看到的所有闪光。（请注意，在南美洲的下部上空有一个斑点不见了。那就是南大西洋异常区，在这片天空中，辐射会影响航天器并导致数据故障。)
暴风云产生了地球上自然产生的一些最高能量的光:地面伽马射线闪光。后来成为2014年飓风胡里奥的热带扰动在100分钟内产生了四次闪光，第二天又产生了第五次闪光。图像：uux.cn/美国国家航空航天局戈达德航天中心
费米还发现了来自个别热带天气系统的地面伽马射线闪光。2014年热带风暴胡里奥在短短100分钟内产生了四次闪光！
