اكتشف البرق الداكن "بالصدفة" بواسطة تلسكوب Fermi Gamma-ray Space Telescope التابع لوكالة ناسا في عام 2010 ، وهو منتج ثانوي قوي بشكل مدهش - ولكنه غير مرئي - للعواصف الرعدية في الغلاف الجوي للأرض. على عكس البرق العادي ، على الرغم من ذلك ، فإن البرق الداكن غير مرئي لأعيننا ولا يشع الحرارة أو الضوء - بدلاً من ذلك ، فإنه يطلق دفقات من أشعة غاما.
علاوة على ذلك ، تنشأ ثورات أشعة جاما على ارتفاعات منخفضة نسبيًا بشكل جيد داخل غيوم العاصفة نفسها. وهذا يعني أن طياري الطائرات والركاب الذين يسافرون عبر العواصف الرعدية قد يتعرضون لأشعة جاما من البرق الداكن ، وهي نشطة بما يكفي لتمريرها عبر بدن طائرة ... وكذلك أي شيء أو أي شخص داخلها. لمعرفة كيف يمكن أن يؤثر هذا التعرض للبرق الداكن على المسافرين جواً ، يقوم مختبر الأبحاث البحرية الأمريكي (NRL) بإجراء اختبارات نمذجة الكمبيوتر باستخدام SoftWare لتحسين كاشفات الإشعاع - SWORD ، باختصار.
ومضات أشعة غاما الأرضية (TGFs) شديدة الاندفاع ، وهي عبارة عن رشقات من أشعة غاما وجسيمات من المادة والمواد المضادة للمادة. تم تحديدها لأول مرة في عام 1994 ، وهي مرتبطة بعواصف رعدية قوية وبرق ، على الرغم من أن العلماء لا يفهمون تمامًا تفاصيل العلاقة مع البرق. تشير أحدث النماذج النظرية لـ TGFs إلى أن مسرع الجسيمات الذي يخلق أشعة جاما يقع في عمق الغلاف الجوي ، على ارتفاعات بين ستة وعشرة أميال ، داخل سحابات الرعد وفي متناول الطائرات المدنية والعسكرية.
تشير هذه النماذج أيضًا إلى أن حزم الجسيمات شديدة بما يكفي لتشويه المجال الكهربائي داخل العواصف الرعدية ، وقد تلعب بالتالي دورًا مهمًا في تنظيم إنتاج البرق المرئي. على عكس البرق المرئي ، فإن أشعة TGF واسعة بما فيه الكفاية - ربما حوالي نصف ميل في أعلى العاصفة الرعدية - بحيث لا تخلق قناة بلازما ساخنة وفلاش ضوئي ؛ ومن هنا جاء اسم "البرق الداكن".
يدرس فريق من الباحثين في قسم علوم الفضاء في NRL ، بقيادة الدكتور ج. إريك جروف من فرع بيئة الفضاء عالية الطاقة (HESE) ، بيئة الإشعاع بالقرب من العواصف الرعدية ومضات البرق الداكن. باستخدام مقياس السعرات الحرارية الذي تم بناؤه بواسطة NRL على Fermi Gamma-ray Space Telescope من وكالة ناسا ، يقومون بقياس محتوى الطاقة من البرق الداكن ، ولأول مرة ، يستخدمون أشعة غاما لتحديد الموقع الجغرافي للمضات.
كخطوة تالية ، يستخدم الدكتور شول غون من فرع HESE برنامج NRL's SoftWare لتحسين كاشفات الإشعاع (SWORD) لإنشاء أول محاكاة على الإطلاق لفلاش برق غامق يضرب طائرة بوينج 737. يمكنه حساب جرعة الإشعاع من أجل الركاب والطاقم من محاكاة مونت كارلو. أشارت التقديرات السابقة إلى أنها قد تكون عالية مثل ما يعادل مئات الأشعة السينية على الصدر ، اعتمادًا على شدة الفلاش والمسافة إلى المصدر.
تسمح محاكاة SWORD للباحثين بدراسة تأثيرات التباين في شدة الفلاش وطيفه وهندسته بالتفصيل. يعمل فريق الدكتور غروفر الآن على تجميع أجهزة الكشف التي سيتم نقلها على البالونات والطائرات المتخصصة إلى العواصف الرعدية لقياس تدفق أشعة جاما في الموقع. ومن المقرر أن تبدأ أولى رحلات المنطاد هذا الصيف.
المصدر: NRL News
