تم اكتشاف البرق الداكن 'بالصدفة' بواسطة تلسكوب فيرمي لأشعة جاما الفضائي في عام 2010 ، وهو منتج ثانوي قوي بشكل مدهش - ولكنه غير مرئي - للعواصف الرعدية في الغلاف الجوي للأرض. مثل البرق العادي ، البرق الداكن هو نتيجة لعملية طبيعية لجسيمات مشحونة داخل غيوم العاصفة في محاولة لإلغاء الشحنات المتعارضة. على عكس البرق العادي ، فإن البرق الداكن غير مرئي لأعيننا ولا يشع حرارة أو ضوءًا - بدلاً من ذلك ، يطلق دفعات من أشعة جاما.
علاوة على ذلك ، فإن اندفاعات أشعة جاما تنشأ على ارتفاعات منخفضة نسبيًا داخل غيوم العاصفة نفسها. هذا يعني أن طياري الطائرات والركاب الذين يطيرون خلال العواصف الرعدية قد يتعرضون لأشعة جاما من البرق الداكن ، والتي تكون نشطة بما يكفي للمرور عبر بدن الطائرة ... وكذلك أي شيء أو أي شخص بداخلها. لمعرفة كيف يمكن أن يؤثر التعرض للبرق الداكن على المسافرين جواً ، استخدم مختبر أبحاث البحرية الأمريكية ( NRL ) إجراء اختبارات النمذجة الحاسوبية باستخدام برنامج SoftWare الخاص بهم لتحسين أجهزة الكشف عن الإشعاع - SWORD ، باختصار.
ومضات أشعة جاما الأرضية (TGFs) شديدة للغاية ، ورشقات نارية دون ملي ثانية من أشعة غاما وأشعة جسيمات من المادة والمواد المضادة. أولا التي تم تحديدها في عام 1994 ، إنها مرتبطة بالعواصف الرعدية القوية والبرق ، 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 تتراوح بين ستة وعشرة أميال ، داخل السحب الرعدية وفي متناول الطائرات المدنية والعسكرية.
تشير هذه النماذج أيضًا إلى أن حزم الجسيمات شديدة بما يكفي لتشويه وانهيار المجال الكهربائي داخل العواصف الرعدية ، وبالتالي قد تلعب دورًا مهمًا في تنظيم إنتاج البرق المرئي. على عكس البرق المرئي ، فإن حزم TGF واسعة بما يكفي - ربما حوالي نصف ميل في الجزء العلوي من العاصفة الرعدية - بحيث لا تخلق قناة بلازما ساخنة وفلاش بصري ؛ ومن هنا جاء اسم 'البرق الداكن'.
يقوم فريق من الباحثين في قسم علوم الفضاء التابع لـ NRL ، بقيادة الدكتور ج. إريك جروف من فرع بيئة الفضاء عالية الطاقة (HESE) ، بدراسة البيئة الإشعاعية بالقرب من العواصف الرعدية ومضات البرق الداكنة. باستخدام مقياس السعرات الحرارية الذي تم إنشاؤه بواسطة NRL على NASA تلسكوب فيرمي الفضائي لأشعة جاما إنهم يقيسون محتوى الطاقة في البرق المظلم ، ولأول مرة يستخدمون أشعة جاما لتحديد الموقع الجغرافي للومضات.
كخطوة تالية ، يستخدم الدكتور Chul Gwon من فرع HESE برنامج NRL's SoftWare لتحسين أجهزة الكشف عن الإشعاع (SWORD) لإنشاء أول محاكاة على الإطلاق لمضة برق داكنة تضرب طائرة بوينج 737. ويمكنه حساب جرعة الإشعاع حتى الركاب وطاقم المحاكاة من مونت كارلو. أشارت التقديرات السابقة إلى أنه قد يصل إلى ما يعادل مئات من صور الأشعة السينية على الصدر ، اعتمادًا على شدة الفلاش والمسافة إلى المصدر.
محاكاة لطائرة بوينج 737 ضربها برق مظلم. تظهر المسارات الخضراء مسارات أشعة جاما من الوميض المظلم عند دخولها الطائرة من الأسفل.
(الائتمان: مختبر أبحاث البحرية الأمريكية)
تسمح محاكاة SWORD للباحثين بدراسة تأثيرات التباين في شدة وطيف وهندسة الفلاش بالتفصيل. يقوم فريق الدكتور غروفر الآن بتجميع أجهزة الكشف التي سيتم نقلها على البالونات والطائرات المتخصصة في العواصف الرعدية لقياس تدفق أشعة جاما في الموقع. ومن المقرر أن تنطلق أولى رحلات المنطاد هذا الصيف.
مصدر: أخبار NRL
