Dunkle Blitze, die 2010 vom Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskop der NASA „zufällig“ entdeckt wurden, sind ein überraschend starkes und dennoch unsichtbares Nebenprodukt von Gewittern in der Erdatmosphäre. Im Gegensatz zu normalen Blitzen ist ein dunkler Blitz für unsere Augen unsichtbar und strahlt weder Wärme noch Licht aus. Stattdessen setzt er Gammastrahlung frei.
Darüber hinaus entstehen diese Gammastrahlenausbrüche in relativ geringen Höhen, gut innerhalb der Gewitterwolken. Dies bedeutet, dass Flugzeugpiloten und Passagiere, die durch Gewitter fliegen, möglicherweise Gammastrahlen von dunklen Blitzen ausgesetzt sind, die energisch genug sind, um durch den Rumpf eines Flugzeugs zu gelangen… sowie durch irgendetwas oder irgendjemanden darin. Um herauszufinden, wie sich eine solche Exposition gegenüber dunklen Blitzen auf Flugreisende auswirken kann, führt das US Naval Research Laboratory (NRL) Computermodelltests mit seiner SoftWare zur Optimierung von Strahlungsdetektoren - kurz SWORD - durch.
Terrestrische Gammastrahlenblitze (TGFs) sind extrem intensive Gammastrahlen und Teilchenstrahlen von Materie und Antimaterie im Submillisekundenbereich. Sie wurden 1994 erstmals identifiziert und sind mit starken Gewittern und Blitzen verbunden, obwohl die Wissenschaftler die Einzelheiten der Beziehung zum Blitz nicht vollständig verstehen. Die neuesten theoretischen Modelle von TGFs legen nahe, dass sich der Teilchenbeschleuniger, der die Gammastrahlen erzeugt, tief in der Atmosphäre befindet, in Höhen zwischen sechs und zehn Meilen, in Gewitterwolken und in Reichweite von zivilen und militärischen Flugzeugen.
Diese Modelle legen auch nahe, dass die Teilchenstrahlen intensiv genug sind, um das elektrische Feld innerhalb von Gewittern zu verzerren und zu kollabieren, und daher eine wichtige Rolle bei der Regulierung der Erzeugung sichtbarer Blitze spielen können. Im Gegensatz zu sichtbaren Blitzen sind TGF-Strahlen so breit - etwa eine halbe Meile breit am oberen Rand des Gewitters -, dass sie keinen heißen Plasmakanal und keinen optischen Blitz erzeugen. daher der Name "dunkler Blitz".
Ein Team von Forschern der NRL Space Science Division unter der Leitung von Dr. J. Eric Grove von der Abteilung High Energy Space Environment (HESE) untersucht die Strahlungsumgebung in der Nähe von Gewittern und dunklen Blitzen. Mit dem von NRL auf dem Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskop der NASA gebauten Kalorimeter messen sie den Energiegehalt von dunklen Blitzen und verwenden zum ersten Mal Gammastrahlen, um die Blitze zu geolokalisieren.
Als nächsten Schritt verwendet Dr. Chul Gwon von der HESE-Niederlassung NRLs SoftWare zur Optimierung von Strahlungsdetektoren (SWORD), um die ersten Simulationen eines dunklen Blitzes zu erstellen, der auf eine Boeing 737 trifft. Er kann die Strahlungsdosis für berechnen die Passagiere und die Besatzung aus diesen Monte-Carlo-Simulationen. Frühere Schätzungen haben ergeben, dass es je nach Intensität des Blitzes und Entfernung zur Quelle so hoch sein kann wie das Äquivalent von Hunderten von Röntgenaufnahmen des Brustkorbs.
Mithilfe von SWORD-Simulationen können Forscher die Auswirkungen von Variationen in Intensität, Spektrum und Geometrie des Blitzes detailliert untersuchen. Das Team von Dr. Grover baut jetzt Detektoren zusammen, die auf Ballons und Spezialflugzeugen zu Gewittern geflogen werden, um den Gammastrahlenfluss in situ zu messen. Die ersten Ballonflüge sind für diesen Sommer geplant.
Quelle: NRL News
