暗閃電

暗閃電是一種強烈的輻射脈衝，因其不可見，而且能量巨大，所以也被稱為雷暴的不可見能量。暗閃電的發生機率約為可見閃電的千分之一，但人被其擊中的機率卻高得多。這種閃電可通過輻射探測器進行探測。

不可見的伽馬射線和X射線風暴閃光可能是由超快速的宇宙電子撞擊地球產生的。閃電可能是自然界最名不副實的自然現象，因為它很少能讓目擊過閃電的人對其產生敬畏感。18世紀中期班傑明·富蘭克林（Benjamin Franklin）進行的風箏實驗表明閃電其實是種電的現象，自那時起人們的普遍觀念便是閃電其實是大的電火花，與那些穿著襪子走在毛毯上產生的小火花本質上並沒有太大的差別。

但是科學家發現閃電存在一些離奇古怪令人費解的事：有時候產生的閃光是不可見的，它僅僅是意外的瞬間強烈輻射脈衝。科學家將其命名為“暗閃電”。

基本介紹

• 中文名：暗閃電
• 外文名：dark lighting
• 屬性：輻射脈衝
• 可見性：不可見
• 能量：巨大
• 危害：危害生命

簡介

每年夏天，我們會不時遭遇雷雨天氣，“劃破”天空的閃電是大自然最壯觀的景象之一。美國研究人員發現，雲層中還可能出現一種看不見的閃電，它就是暗閃電。

暗閃電由v射線和×射線組成，因此肉眼難見，但是可以被輻射探測器監測到。暗閃電是如何形成的7美國科學家約瑟夫·德威爾推測，在高能射線的推動下，太空中一些自由電子被加速成超快速電子。這些電子在穿越雷雨雲時，會撞擊雲層內部的原子而產生X射線和Y射線。這些碰撞會引發連鎖反應，從而引發強烈的暗閃電。

美國科學家約瑟夫·德威爾表示，不是每片雷雨雲都會發生暗閃電，其發生機率約為可見閃電的千分之一。當人們乘坐飛機穿過雲層時，可能會遭遇暗閃電。

雖然Y射線和X射線都是放射性很強的高能射線，但是德威爾說：“暗閃電的輻射劑量達不到快速危害人體健康的水平。我們還不確定暗閃電對人體健康的長期影響。

從現有的監測結果來看，飛機穿過發生暗閃電的雲層時，乘客接受到的輻射劑量相當於做一次全身CT掃描。因此，人們無需對暗閃電的危害過於擔心。另外，暗閃電也不會影響飛機的正常飛行。

現象

越來越多的閃電研究學者和天文學家了解到伴隨著明亮的霹靂，雷暴會釋放出X射線噴霧甚至是密集的伽馬射線爆發，這種輻射形式往往與宇宙奇觀有關，例如坍塌的恆星。這種不可見雷暴產生的輻射大約是可見閃電產生能量的100萬倍，但是這些能量也會朝各個方向迅速消散，而非以一道閃電的形式殘留下來。

暗閃電和普通閃電似乎有時候在競爭作為雷暴發泄內部堆積的電能量的形式。和普通閃電不同，人們往往會被暗閃電所擊中，主要是在乘飛機的時候，但是並不會受到傷害。根據計算，人們可能在瞬間接受到最大安全劑量的電離輻射——它會對人體造成最大的影響。

探測

確定飛機是否被暗閃電擊中的方法是“用輻射探測器探測”。在閃電發生時，人們或可以觀察到飛機周圍發出短暫的藍色紫色光芒。在飛機內部，乘客可能無法聽到或者感受到任何異樣，但他們所受到的輻射劑量的確非常大。

然而，由於1000次可見閃電中可能只有一次是暗閃電，且飛行員已經盡最大努力避免與雷暴相遇，因此人們所受到的威脅相當有限。沒有人能夠確定一個人是否受到過暗閃電的擊中。

每年美國發生的閃電大約會導致30人以及很多家畜死亡。每年全世界大約發生十億次左右的閃電。

當積雨雲強大的上升氣流逼迫水滴和冰晶互相摩擦，從而產生大量正電子和負電子時，就會產生閃電。上升氣流會引起兩種帶電粒子分離，雷雲頂端往往變得帶正電，而低端則帶負電。

帶電粒子之間的空氣常常變成絕緣層，這意味著不會產生任何火花或閃電，除非外因導致這一隔離層破裂。科學家通過實驗室實驗了解到超強的電廠有時會將空氣中的中性分子暫時轉化為導電的通路。

研究

閃電研究學者面臨的問題是，儘管對氣球、飛機和火箭進行了幾十年的測量，他們仍然無法找到雷雲電廠足夠強大以引發這種絕緣體變導體的轉變的證據。為了研究究竟是什麼引發了這種轉變，研究人員開始測量雷雲平時釋放出的閃電的輻射量，他們意外的發現了暗閃電放出的伽馬射線和X射線。

核爆炸和坍塌的恆星是能夠噴射出伽馬射線的典型的極端事件。然而，有些雷暴是如何產生這樣罕見強大的射線？德威爾懷疑超快速的電子可能是關鍵，這些電子被來自深空的穿越地球大氣層的宇宙射線所撞擊並加速。這一理論認為帶能量的電子撞擊了雷雲內部的原子以產生X射線和伽馬射線。這些碰撞會引發連鎖反應，這可能是引發暗閃電的神秘基礎。

衛星上的伽馬射線探測器是天文學家發現究竟什麼引起暗閃電的關鍵。根據美國華盛頓美國海軍研究實驗室的伽馬射線研究員表示，德威爾模型里描述的伽馬射線閃光非常符合衛星測量到的雷暴放射出的高能射線。但義大利衛星獲得的近期數據暗示著雷暴產生的伽馬射線閃光可能比德維爾理論中預測的能量更大，使得確定暗閃電的存在更加困難重重。

研究人員希望費米伽馬射線太空望遠鏡上感測器獲得的額外數據能夠提供更多的信息。我們需要更多雷暴附近和內部的伽馬射線和電場實驗以更好的理解這一現象。但是，對這種自然現象的理解仍有待補充和完善。

危害

據國外媒體報導，研究人員發現，幾乎看不見的“暗閃電”可能常以大量伽馬射線轟擊飛機乘客。他們稱，地球的這些伽馬射線閃光可能出商用飛機經常飛行的同一高度附近。這些伽馬射線閃光非常明亮，可使外太空外數百公里的儀器致盲。美國佛羅里達理工大學的科學家已開發出一種新的基於物理的模型，可準確了解雷暴是如何產生高能輻射的。他們還能通過這個模型計算出飛機在錯誤時間出錯誤地點時乘客接收到的輻射劑量。雷暴頂部附近、可從太空看見的伽馬射線閃光的輻射劑量相當於約10次胸腔X光掃描，或一個人一年中從自然背景來源中接收到的輻射劑量。

研究“暗閃電”模擬的科學家之一約瑟夫-德威爾表示：“雷暴中間附近的輻射劑量可能還要大約10倍，和醫療程式中產生的最大輻射劑量相差無幾，大致相當於一次全身CT掃描。雖然航空公司飛行員盡力避開雷暴，但飛機也會偶爾進入帶電的風暴中。根據模擬計算，有時可能有數百人在不知不覺中同時收到來自暗閃電的高劑量輻射。”

至於多久發生一次這種情況，還是個未知數。但科學家正進行研究，希望解決這個問題。研究人員表示，這個劑量好像從未達到最初估計的真正危險水平。德威爾說：“輻射劑量好像從未達到真正的危險水平。人們無需對暗閃電的輻射擔心，它不會影響飛機的正常飛行。”

近10年來，科學家一直知道雷暴可產生短暫但強大的地球伽馬射線閃光。 這些伽馬射線閃光非常明亮，可使外太空外數百公里的儀器致盲。它們可能來自商用飛機常規飛行路線的同一高度附近，於是科學家設法了解地球伽馬射線閃光對飛機乘客是否造成危險。

直到最近，為尋找答案所開展的研究工作因對雷暴產生這些伽馬射線的原因知之甚少而受到阻礙。數據顯示，客機的平均巡航高度在3萬到4萬英尺(約合9150到12200萬米)之間，這表示商用班機每次飛行可能兩次經過潛在危險高度1.6萬英尺(約合4900米)。