Ciemna błyskawica odkryta „przypadkiem” przez kosmiczny teleskop Fermi Gamma NASA w 2010 roku, jest zaskakująco potężnym - ale niewidocznym - produktem ubocznym burz w atmosferze ziemskiej. Jednak w przeciwieństwie do zwykłej błyskawicy ciemna błyskawica jest niewidoczna dla naszych oczu i nie emituje ciepła ani światła - zamiast tego uwalnia impulsy promieniowania gamma.
Co więcej, te wybuchy promieniowania gamma powstają na stosunkowo niskich wysokościach, również w samych chmurach burzowych. Oznacza to, że piloci samolotów i pasażerowie lecący przez burze mogą być narażeni na promieniowanie gamma z ciemnej błyskawicy, które są wystarczająco energiczne, aby przejść przez kadłub samolotu… a także cokolwiek lub kogokolwiek w nim znajdującego się. Aby dowiedzieć się, w jaki sposób taka ekspozycja na ciemne błyskawice może wpłynąć na podróżujących w powietrzu, US Naval Research Laboratory (NRL) przeprowadza testy modelowania komputerowego za pomocą oprogramowania SoftWare do optymalizacji detektorów promieniowania - SWORD.
Naziemne błyski promieniowania gamma (TGF) to niezwykle intensywne, poniżej milisekundowe rozbłyski promieniowania gamma oraz wiązki cząstek materii i antymaterii. Po raz pierwszy zidentyfikowane w 1994 roku, są związane z silnymi burzami i błyskawicami, chociaż naukowcy nie do końca rozumieją szczegóły związku z błyskawicami. Najnowsze teoretyczne modele TGF sugerują, że akcelerator cząstek, który wytwarza promienie gamma, znajduje się głęboko w atmosferze, na wysokościach od sześciu do dziesięciu mil, wewnątrz chmur burzowych oraz w zasięgu samolotów cywilnych i wojskowych.
Modele te sugerują również, że wiązki cząstek są wystarczająco intensywne, aby zniekształcić i zapaść pole elektryczne podczas burz, i dlatego mogą odgrywać ważną rolę w regulacji produkcji widocznego pioruna. W przeciwieństwie do widocznego pioruna, wiązki TGF są wystarczająco szerokie - być może około pół mili szerokości na szczycie burzy - że nie tworzą gorącego kanału plazmowego i błysku optycznego; stąd nazwa „ciemna błyskawica”.
Zespół naukowców z NRL Space Science Division, kierowany przez dr J. Erica Grove'a z High Energy Space Space Environment (HESE) Branch, bada środowisko promieniowania w pobliżu burz i błyskawic. Korzystając z kalorymetru zbudowanego przez NRL w kosmicznym teleskopie Fermi Gamma-ray NASA, mierzą zawartość energetyczną ciemnego pioruna i po raz pierwszy używają promieni gamma do geolokalizacji błysków.
W kolejnym kroku dr Chul Gwon z HESE Branch korzysta z oprogramowania NRL SoftWare do optymalizacji detektorów promieniowania (SWORD) do stworzenia pierwszych w historii symulacji błysku pioruna uderzającego w Boeinga 737. Może obliczyć dawkę promieniowania pasażerowie i załoga z tych symulacji Monte Carlo. Poprzednie szacunki wykazały, że może być tak wysoki, jak ekwiwalent setek zdjęć rentgenowskich klatki piersiowej, w zależności od natężenia błysku i odległości do źródła.
Symulacje SWORD pozwalają badaczom szczegółowo zbadać skutki zmian natężenia, widma i geometrii błysku. Zespół dr Grovera montuje teraz detektory, które będą latać na balonach i wyspecjalizowanych samolotach w burze z piorunami, aby zmierzyć strumień promieniowania gamma na miejscu. Pierwsze loty balonem zaplanowano na lato.
Źródło: Wiadomości NRL
