NASA: n Fermi Gamma-ray-teleskoopin vuonna 2010 löytämä ”vahingossa” tumma salama on yllättävän voimakas - mutta näkymätön - ukkosen sivutuote maan ilmakehässä. Toisin kuin normaalissa salamassa, tumma salama on silmällesi näkymätön eikä se säteile lämpöä tai valoa - sen sijaan se vapauttaa gammasäteilypurskauksia.
Lisäksi nämä gammasäteilypurkaukset ovat peräisin melko alhaisilta korkeuksilta hyvin myrskypilvien sisällä. Tämä tarkoittaa, että ukkosmyrskyjen kautta lentävät lentokoneet ja matkustajat saattavat altistua pimeästä salamosta johtuville gammasäteille, jotka ovat riittävän energisiä kuljettamaan lentokoneen rungon läpi - samoin kuin mitä tahansa tai ketään sen sisällä. Saadakseen selville, kuinka tällainen altistuminen tummalle salamannopeudelle voi vaikuttaa lentomatkustajiin, Yhdysvaltain merivoimien tutkimuslaboratorio (NRL) suorittaa tietokonemallinnustestejä käyttämällä heidän ohjelmistoaan säteilyantureiden optimointiin - SWORD, lyhytaikaisesti.
Terrestriaaliset gammasäteöt (TGF) ovat erittäin voimakkaita, gammasäteiden ja aineen ja vasta-aineen hiukkaspalkkien alle millisekunnin purskeita. Ne tunnistettiin ensimmäisen kerran vuonna 1994, ja niihin liittyy voimakkaita ukkosmyrskyjä ja salamoita, vaikka tutkijat eivät ymmärrä täysin suhdetta salamaan. Viimeisimmät TGF-teoreettiset mallit viittaavat siihen, että gammasäteitä luova hiukkaskiihdytin sijaitsee syvällä ilmakehässä, kuuden ja kymmenen mailin välillä, ukkospilvien sisäpuolella ja siviili- ja sotilaslentokoneiden ulottuvilla.
Nämä mallit viittaavat myös siihen, että hiukkaspalkit ovat riittävän voimakkaita vääristämään ja romahtamaan sähkökenttää ukkosmyrskyjen sisällä, ja siksi niillä voi olla tärkeä rooli näkyvän salaman tuotannon sääntelyssä. Toisin kuin näkyvä salama, TGF-säteet ovat riittävän leveät - ehkä noin puoli mailia leveä ukonilman yläosassa -, etteivät ne muodosta kuumaa plasmakanavaa ja optista salamaa; siksi nimi "tumma salama".
NRL: n avaruustutkimusosaston tutkijoiden ryhmä, jota johtaa tohtori J. Eric Grove High Energy Space Environment -haasta (HESE), tutkii säteilyympäristöä ukonilmien ja tummien salamavälien läheisyydessä. NRL: n rakentamalla kalorimetrillä NASA: n Fermi Gamma-ray -teleskoopilla he mittaavat pimeän salaman energiasisällön ja ensimmäistä kertaa gammasäteillä välähdysten geolokaantumiseen.
Seuraavana askeleena HESE-toimialan tohtori Chul Gwon käyttää NRL: n ohjelmistoa säteilyilmaisimien optimointiin (SWORD) luomaan ensimmäiset Boeing 737: tä iskevän pimeän salaman simulaatiot. Hän voi laskea säteilyannoksen matkustajat ja miehistö näistä Monte Carlo -simulaatioista. Aikaisemmat arviot ovat osoittaneet, että se voi olla yhtä suuri kuin satojen rinnassa olevien röntgensäteiden vastaavuus, riippuen salaman voimakkuudesta ja etäisyydestä lähteeseen.
SWORD-simulaatioiden avulla tutkijat voivat tutkia yksityiskohtaisesti salaman voimakkuuden, spektrin ja geometrian vaihtelun vaikutuksia. Dr. Groverin joukkue kokoaa nyt ilmapalloihin ja erikoistuneisiin ilma-aluksiin lentäviä ilmaisimia ukkosmyrskyihin gammasäteen virtauksen mittaamiseksi paikan päällä. Ensimmäiset ilmapallolennot on määrä suorittaa kesällä.
Lähde: NRL News
