Descoberto “por acidente” pelo Telescópio Espacial Fermi de raios gama da NASA em 2010, os raios escuros são um subproduto surpreendentemente poderoso - mas invisível - das tempestades na atmosfera da Terra. Ao contrário dos raios normais, porém, os raios escuros são invisíveis aos nossos olhos e não irradiam calor ou luz. Em vez disso, libera rajadas de radiação gama.
Além disso, essas explosões de raios gama se originam em altitudes relativamente baixas, bem dentro das próprias nuvens de tempestade. Isso significa que pilotos de avião e passageiros que voam em meio a tempestades podem estar sendo expostos a raios gama provenientes de raios escuros, que são energéticos o suficiente para passar pelo casco de uma aeronave ... assim como qualquer coisa ou qualquer pessoa dentro dela. Para descobrir como essa exposição a raios escuros pode afetar os viajantes aéreos, o Laboratório de Pesquisa Naval dos EUA (NRL) está realizando testes de modelagem por computador usando seu SoftWare para a otimização de detectores de radiação - SWORD, para abreviar.
Os flashes de raios gama terrestres (TGFs) são explosões extremamente intensas, abaixo de milissegundos, de raios gama e feixes de partículas de matéria e antimatéria. Identificados pela primeira vez em 1994, eles estão associados a fortes tempestades e raios, embora os cientistas não entendam completamente os detalhes da relação com os raios. Os últimos modelos teóricos dos TGFs sugerem que o acelerador de partículas que cria os raios gama está localizado profundamente na atmosfera, em altitudes entre 10 e 15 quilômetros, dentro de nuvens de trovoada e ao alcance de aeronaves civis e militares.
Esses modelos também sugerem que os feixes de partículas são intensos o suficiente para distorcer e colapsar o campo elétrico durante tempestades e, portanto, podem desempenhar um papel importante na regulação da produção de raios visíveis. Ao contrário dos raios visíveis, os feixes de TGF são suficientemente amplos - talvez cerca de 800 metros de largura no topo da tempestade - para que não criem um canal de plasma quente e um flash óptico; daí o nome "relâmpago escuro".
Uma equipe de pesquisadores da Divisão de Ciências Espaciais da NRL, liderada pelo Dr. J. Eric Grove, do Ramo Ambiente de Alta Energia (HESE), está estudando o ambiente de radiação nas proximidades de tempestades e relâmpagos escuros. Usando o calorímetro construído pela NRL no Telescópio Espacial Fermi de raios gama da NASA, eles estão medindo o conteúdo energético de raios escuros e, pela primeira vez, usando raios gama para localizar os flashes de forma geográfica.
Como próximo passo, o Dr. Chul Gwon, do ramo HESE, está usando o SoftWare da NRL para otimização de detectores de radiação (SWORD) para criar as primeiras simulações de um relâmpago escuro atingindo um Boeing 737. Ele pode calcular a dosagem de radiação para passageiros e tripulação dessas simulações de Monte Carlo. Estimativas anteriores indicaram que poderia ser tão alto quanto o equivalente a centenas de radiografias do tórax, dependendo da intensidade do flash e da distância da fonte.
As simulações do SWORD permitem que os pesquisadores estudem em detalhes os efeitos da variação na intensidade, espectro e geometria do flash. A equipe de Grover agora está montando detectores que serão transportados em balões e aeronaves especializadas em tempestades para medir o fluxo de raios gama in situ. Os primeiros voos de balão estão programados para este verão.
Fonte: NRL News
