'Onbedoeld' ontdekt door NASA's Fermi Gamma-ray Space Telescope in 2010, is donkere bliksem een verrassend krachtig, maar onzichtbaar bijproduct van onweersbuien in de atmosfeer van de aarde. In tegenstelling tot normale bliksem is donkere bliksem echter onzichtbaar voor onze ogen en straalt het geen warmte of licht uit - in plaats daarvan geeft het uitbarstingen van gammastraling af.
Bovendien ontstaan deze gammastraaluitbarstingen op relatief lage hoogten, ruim binnen de stormwolken zelf. Dit betekent dat vliegtuigpiloten en passagiers die door onweer vliegen, kunnen worden blootgesteld aan gammastraling door donkere bliksem, die energetisch genoeg is om door de romp van een vliegtuig te gaan ... en door iets of iemand erin. Om erachter te komen hoe een dergelijke blootstelling aan donkere bliksem van invloed kan zijn op luchtreizigers, voert het Amerikaanse Naval Research Laboratory (NRL) computermodelleringstests uit met behulp van hun SoftWare voor de optimalisatie van stralingsdetectoren - kortweg SWORD.
Terrestrische gammaflitsen (TGF's) zijn extreem intense uitbarstingen van gammastralen binnen een milliseconde en deeltjesbundels van materie en antimaterie. Voor het eerst geïdentificeerd in 1994, worden ze geassocieerd met sterke onweersbuien en bliksem, hoewel wetenschappers de details van de relatie met bliksem niet volledig begrijpen. De nieuwste theoretische modellen van TGF's suggereren dat de deeltjesversneller die de gammastraling veroorzaakt, zich diep in de atmosfeer bevindt, op hoogtes tussen zes en tien mijl, binnen onweerswolken en binnen het bereik van civiele en militaire vliegtuigen.
Deze modellen suggereren ook dat de deeltjesbundels intens genoeg zijn om het elektrische veld tijdens onweer te vervormen en in te laten storten en daarom een belangrijke rol kunnen spelen bij het reguleren van de productie van zichtbare bliksem. In tegenstelling tot zichtbare bliksem zijn TGF-stralen voldoende breed - misschien wel een halve mijl breed aan de bovenkant van het onweer - zodat ze geen heet plasmakanaal en optische flitser creëren; vandaar de naam "donkere bliksem".
Een team van onderzoekers van de NRL Space Science Division, onder leiding van Dr. J. Eric Grove van de High Energy Space Environment (HESE) Branch, bestudeert de stralingsomgeving in de buurt van onweersbuien en donkere bliksemflitsen. Met behulp van de door NRL gebouwde Calorimeter op de Fermi Gamma-ray Space Telescope van NASA meten ze de energie-inhoud van donkere bliksem en gebruiken ze voor het eerst gammastraling om de flitsen te geolokaliseren.
Als volgende stap gebruikt Dr. Chul Gwon van de HESE-afdeling NRL's SoftWare voor de optimalisatie van stralingsdetectoren (SWORD) om de allereerste simulaties te maken van een donkere bliksemflits die een Boeing 737 raakt. Hij kan de stralingsdosis berekenen om de passagiers en bemanning van deze Monte Carlo-simulaties. Eerdere schattingen hebben aangetoond dat het kan oplopen tot het equivalent van honderden röntgenfoto's op de borst, afhankelijk van de intensiteit van de flits en de afstand tot de bron.
Met SWORD-simulaties kunnen onderzoekers de effecten van variatie in intensiteit, spectrum en geometrie van de flits in detail bestuderen. Het team van Dr. Grover assembleert nu detectoren die met ballonnen en gespecialiseerde vliegtuigen in onweersbuien zullen worden gevlogen om de gammastraalflux in situ te meten. De eerste ballonvluchten vinden deze zomer plaats.
Bron: NRL News
