Ανακαλύφθηκε «κατά λάθος» από το διαστημικό τηλεσκόπιο Fermi Gamma-ray της NASA το 2010, ο σκοτεινός κεραυνός είναι ένα εκπληκτικά ισχυρό - αλλά αόρατο - προϊόν από καταιγίδες στην ατμόσφαιρα της Γης. Ωστόσο, σε αντίθεση με τον κανονικό κεραυνό, ο σκοτεινός κεραυνός είναι αόρατος στα μάτια μας και δεν εκπέμπει θερμότητα ή φως - αντ 'αυτού, απελευθερώνει εκρήξεις ακτινοβολίας γάμμα.
Επιπλέον, αυτές οι εκρήξεις ακτίνων γάμμα προέρχονται σε σχετικά χαμηλά υψόμετρα και μέσα στα σύννεφα της καταιγίδας. Αυτό σημαίνει ότι πιλότοι και επιβάτες αεροπλάνων που πετούν μέσω καταιγίδων ενδέχεται να εκτίθενται σε ακτίνες γάμμα από σκοτεινό κεραυνό, οι οποίες είναι αρκετά ενεργητικές για να περάσουν από το κύτος ενός αεροσκάφους… καθώς και οτιδήποτε ή οποιοσδήποτε μέσα σε αυτό. Για να μάθετε πώς μια τέτοια έκθεση σε σκοτεινό κεραυνό θα μπορούσε να επηρεάσει τους ταξιδιώτες αέρα, το U.S. Naval Research Laboratory (NRL) διεξάγει δοκιμές μοντελοποίησης υπολογιστών χρησιμοποιώντας το λογισμικό SoftWare για τη Βελτιστοποίηση των Ανιχνευτών Ακτινοβολίας - SWORD.
Οι επίγειες λάμψεις ακτίνων γάμμα (TGF) είναι εξαιρετικά έντονες, εκρήξεις ακτίνων γάμμα και δευτερολέπτων δευτερολέπτων από ακτίνες γάμμα και αντικείμενα. Πρώτα αναγνωρίστηκε το 1994, συνδέονται με ισχυρές καταιγίδες και κεραυνούς, αν και οι επιστήμονες δεν κατανοούν πλήρως τις λεπτομέρειες της σχέσης με τον κεραυνό. Τα τελευταία θεωρητικά μοντέλα TGFs υποδηλώνουν ότι ο επιταχυντής σωματιδίων που δημιουργεί τις ακτίνες γάμμα βρίσκεται βαθιά μέσα στην ατμόσφαιρα, σε υψόμετρα μεταξύ έξι και δέκα μιλίων, μέσα σε κεραυνούς και σε απόσταση μη στρατιωτικών και στρατιωτικών αεροσκαφών.
Αυτά τα μοντέλα υποδηλώνουν επίσης ότι οι δέσμες σωματιδίων είναι αρκετά έντονες ώστε να παραμορφώσουν και να καταρρεύσουν το ηλεκτρικό πεδίο μέσα σε καταιγίδες και μπορεί, επομένως, να διαδραματίσουν σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση της παραγωγής ορατού κεραυνού. Σε αντίθεση με τον ορατό κεραυνό, οι ακτίνες TGF είναι αρκετά ευρύ - ίσως περίπου μισό μίλι πλάτος στην κορυφή της καταιγίδας - ώστε να μην δημιουργούν θερμό κανάλι πλάσματος και οπτικό φλας. εξ ου και το όνομα, «σκοτεινός κεραυνός».
Μια ομάδα ερευνητών της NRL Space Science Division, με επικεφαλής τον Δρ. J. Eric Grove του Υψηλού Ενεργειακού Διαστημικού Περιβάλλοντος (HESE), μελετά το περιβάλλον ακτινοβολίας κοντά σε καταιγίδες και σκοτεινές αστραπές. Χρησιμοποιώντας το θερμιδόμετρο που χτίστηκε από τη NRL στο διαστημικό τηλεσκόπιο Fermi Gamma-ray της NASA, μετρούν το ενεργειακό περιεχόμενο του σκοτεινού κεραυνού και, για πρώτη φορά, χρησιμοποιούν ακτίνες γάμμα για να εντοπίσουν τις αναλαμπές.
Ως επόμενο βήμα, ο Δρ Chul Gwon του HESE Branch χρησιμοποιεί το λογισμικό NRL για τη βελτιστοποίηση των ανιχνευτών ακτινοβολίας (SWORD) για να δημιουργήσει τις πρώτες προσομοιώσεις ενός σκοτεινού αστραπής που έπληξε ένα Boeing 737. Μπορεί να υπολογίσει τη δοσολογία ακτινοβολίας έως οι επιβάτες και το πλήρωμα από αυτές τις προσομοιώσεις του Μόντε Κάρλο. Προηγούμενες εκτιμήσεις έχουν δείξει ότι θα μπορούσε να είναι τόσο υψηλό όσο το ισοδύναμο εκατοντάδων ακτινογραφιών θώρακα, ανάλογα με την ένταση του φλας και την απόσταση από την πηγή.
Οι προσομοιώσεις SWORD επιτρέπουν στους ερευνητές να μελετήσουν λεπτομερώς τα αποτελέσματα της διακύμανσης της έντασης, του φάσματος και της γεωμετρίας του φλας. Η ομάδα του Dr. Grover συγκεντρώνει τώρα ανιχνευτές που θα πετάξουν σε μπαλόνια και εξειδικευμένα αεροσκάφη σε καταιγίδες για τη μέτρηση της ροής ακτίνων γάμμα επί τόπου. Οι πρώτες πτήσεις με μπαλόνι προγραμματίζονται να πραγματοποιηθούν αυτό το καλοκαίρι.
Πηγή: NRL News
