An Observation of a Red Sprite from an Aircraft at 43,000 ft
Image courtesy of the Geophysical Institute, University of Alaska Fairbanks.
Uma observação de um "Duende Vermelho" numa Aeronave [voando] a 43.000 pés.
Imagem cortesia do Instituto de Geofísica, Universidade do Alaska Fairbanks.
http://science.nasa.gov/headlines/y2010/10feb_friendlyskies.htm
Instruments scanning outer space for cataclysmic explosions called gamma-ray bursts are detecting intense flashes of gamma-ray energy right here in the friendly skies of Earth. These terrestrial gamma-ray flashes, or TGFs, blast through thunderstorms close to the altitude where commercial airliners fly.
Instrumentos escaneando o espaço exterior em busca de explosões cataclismáticas chamadas explosões de raios gama estão detectando intensos lampejos de energia de raio gama direto aqui nos céus amigáveis da Terra. Estes lampejos de raios gama terrestres, ou TGFs, explodem através de tempestades perto da altitude onde voam aviões comerciais.
In fact, they could be too close for comfort.
De fato, eles [aviões] poderiam estar muito perto pelo conforto.
In a recent study,* scientists estimated that airline passengers could be exposed to 400 chest X-rays worth of radiation by being near the origin of a single millisecond blast. Joe Dwyer of the Florida Institute of Technology took part in that research, which used observations from NASA's Reuven Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager, or RHESSI, to estimate the danger TGFs pose.
Num estudo recente, *cientistas calcularam que passageiros de linhas aéreas poderiam estar expostos a 400 pacotes do valor de radiação de raios-X por estarem perto da origem de uma única explosão de milisegundo. Joe Dwyer do Instituto de Tecnologia da Flórida tomou parte nessa pesquisa, a qual usou observações de Visualizador Espectroscópico de Energia Solar Alta Reuven Ramaty, ou RHESSI, para avaliar o perigo oferecido pelos TGFs.
"We believe the risk of encountering a TGF in an airplane is very small," says Dwyer. "I wouldn't hesitate to take a flight. Pilots already avoid thunderstorms because of turbulence, hail, and lightning, and we may just have to add TGFs to the list of reasons to steer clear of those storms."
"Nós acreditamos que o risco de enfrentar um um TGF num avião é muito pequeno", diz Dwyer. "Eu não hesitaria em pegar um voo. Pilotos já evitam trovoadas por causa de turbulência, granizo e raios, e nós podemos também ter de acrescentar TGFs à lista de razões para nos mantermos afastados dessas tempestades".
But, he stresses, "it's worth looking into."
Mas, ele enfatiza, "é importante examinar".
Right: Lightning might not be the only reason to avoid thunderstorms. TGFs sometimes come blasting out of these clouds, too. Image credit: NOAA.
À direita: raios não podem ser a razão única para se evitar trovoadas. TGFs às vezes vêm explodindo destas nuvens, também. Crédio da Imagem: NOAA.
NASA's Gamma-ray Burst Monitor (GBM) on the Fermi Gamma-ray Telescope will help evaluate the hazards.
O Monitor de Eclosão de Raio Gama da NASA (GBM) no Telescópio Fermi de Raio Gama ajudará avaliar os perigos.
"GBM provides the best TGF data we have so far," says Dwyer. "It gets better measurements of their spectra than any previous instrument, giving us a more accurate idea of just how energetic they are."
"O GBM fornece os melhores dados de TGF que nós temos até agora", diz Dwyer. "Ele consegue melhores medições de seus espectros do que qualquer outro instrumento anterior, dando-nos uma idéia mais acurada de também quanto energéticos eles são".
Although TGFs are quite brief (1-2 milliseconds), they appear to be the most energetic events on Earth. They belch destructive gamma-rays packing over ten million times the energy of visible light photons – enough punch to penetrate several inches of lead.
Apesar de TGFs serem relativamente breves (1 a 2 milisegundos), eles parecem ser os eventos mais energéticos na Terra. Eles ejetam pacotes de raios gama destrutivos acima de 10 milhões de vezes a energia de fótons da luz visível - bastante vigor para penetrar várias polegadas de chumbo.
"It's amazing," says Jerry Fishman, a co-investigator for the Gamma-ray Burst Monitor. "They come blasting right through the whole Fermi spacecraft and light up all of our detectors. Very few cosmic gamma-ray bursts manage to do this!"
"É espantoso", diz Jerry Fishman, um co-investigador do Monitor de Eclosão de Raio Gama. "Eles vêm explodindo direto através de toda nave Fermi e iluminam todos dos nossos detectores. Muito poucas explosões de raios gama conseguem fazer isto!".
The origin of TGFs is still a mystery, but researchers know this much: TGFs are associated with thunderstorms and lightning. "We think the electric field in a thunderstorm may get so strong that the storm itself turns into a gamma-ray factory," says Dwyer. "But we don't know exactly how or why or where inside the storm this happens."
A origem de TGFs é ainda um mistério, mas pesquisadores conhecem isto muito: TGFs estão associados com trovoadas e raios. "Nós achamos que o campo elétrico dentro de uma trovoada pode tornar-se tão forte que a tempestade propriamente dita vira um fábrica de raios gama", diz Dwyer. "Mas nós não sabemos exatamente como ou por que ou onde dentro da tempestade isto acontece".
So no one yet knows how often, if ever, planes end up in the wrong place at the wrong time.
Então ninguém ainda sabe quão frequente, se já, aviões foram parar dentro do lugar errado na hora errada.
Above: A cartoon sketch of electric and magnetic fields in a thunderstorm and some of the phenomena they produce. TGFs may be just one aspect of thunderstorm activity in addition to elves, sprites, blue jets and ordinary lightning. Credit: Stanford University.
Acima: Um esboço de campos elétricos e magnéticos numa trovoada e alguns dos fenômenos que eles produzem. TGFs podem ser realmente um aspecto de atividade da trovoada em adição aos elfos, duendes, descargas atmosféricas azuis e relâmpagos costumeiros. Crédito: Universidade Stanford.
It's possible that lightning bolts trigger TGFs. Or maybe TGFs trigger lightning bolts. Researchers aren't sure which comes first. GBM's excellent timing accuracy – to within 2 microseconds – will help solve this riddle.
É possivel que descargas de relâmpago dispararem o gatilho de TGFs. Ou talvez TGFs desencadeiam descargas de raios. Pesquisadores não estão seguros qual vem primeiro. A exatidão da cronometragem exelente do GBM - dentro de 2 microssegundos - ajudará resolver este enigma.
"For some of the TGFs, we've pinpointed the associated lightning," says Dwyer. "This information along with the spectrum should help us figure out how deep in the atmosphere a TGF source is and how many gamma-rays it's emitting. Then we can determine the altitude and location they're coming from in the thunderstorm."
"Para alguns dos TGFs, nós localizamos exatamente o raio associado", diz Dwyer. "Esta informação acompanhada do espectro devia nos ajudar calcular quanto profundo na atmosfera uma fonte TGF está e quantos raios gama ela está emitindo. Então nós podemos determinar a altitude e localização de onde eles estão vindo na trovoada."
Fishman offers some good news: "If TGFs originate near the tops of thunderstorms and propagate upward from there, airline passengers would be safe."
Fishman propõe algumas boas notícias: "Se TGFs originam perto dos topos de trovoadas e se propagam para cima, dali, passageiros de linhas aéreas estariam seguros".
By looking closely at a TGF's life cycle, that is, how quickly it turns on and off, GBM may also help researchers calculate how large and concentrated the gamma-ray source is. If the gamma-rays are emitted over a large region, the radiation dose would be diluted and much less harmful.
Ao investigar de perto num cíclo de vida de TGFs, isso é, quanto rapidamente ele liga e desliga, o GBM pode também ajudar pesquisadores a calcular quão grande e concentrada é a fonte de raio gama.
"But if the source is compact and the gamma-rays originate close to an aircraft, then that could be a problem," says Fishman.
"Mas se a fonte for compacta e os raios gama se originarem perto de uma aeronave, então isso poderia ser um problema", diz Fishman.
Right: The radiation dose from an ordinary lightning leader vs. the dose from a TGF. Both phenomena are associated with electron beams. Tighter, more compact beams deliver a greater effective dose.
Details of this model may be found in an upcoming issue of the Journal of Geophysical Research (Atmospheres). Look for "Estimation of the fluence of high-energy electron bursts produced by thunderclouds and the resulting radiation doses received in aircraft" by J. Dwyer et al. (in press).
Details of this model may be found in an upcoming issue of the Journal of Geophysical Research (Atmospheres). Look for "Estimation of the fluence of high-energy electron bursts produced by thunderclouds and the resulting radiation doses received in aircraft" by J. Dwyer et al. (in press).
À Direita: A dose de radiação de um relâmpago-guia comum versus a dose de um TGF. Ambos fenômenos estão associados aos feixes de eletróns. Mais denso, mais feixes compactos entregam dose efetiva.
Detalhes deste modelo podem ser encontrados numa edição futura do Jornal de Pesquisa Geofísica (Atmosfera). Procure por "Avaliação da fluência de explosões de elétrons de alta energia produzidas por nuvens de trovoada e a resultante de doses de radiação recebidas em aeronave" por J. Dwyer et. al. (no prelo).
"Of course the smaller the source the lower the odds of a plane ending up close to it," adds Dwyer.
"Certamente quanto menor a fonte, mais baixas as probabilidades de uma avião ir parar perto dela", acrescenta Dwyer.
GBM wasn't designed to look for TGFs, but GBM co-investigator Michael Briggs has greatly enhanced its sensitivity to them by writing new software.
O GBM não foi planejado para procurar TGFs, mas o co-investigador de GBM, Michael Briggs tem grandemente melhorado sua sensibilidade para eles ao programar novo software.
"TGFs have really been an afterthought for missions so far," says Dwyer. RHESSI, for example, points at the sun, but the RHESSI team figured out a way to measure TGFs by detecting gamma-rays coming in through the satellite's backside. "All these instruments have been pointing across the universe, while right over our heads these monsters are going off!"
"Os TGFs têm realmente sido uma explicação posterior para missões até agora", diz Dwyer. O RHESSI, por exemplo, aponta no Sol, mas a equipe do RHESSI calculou uma maneira de medir TGFs pela detecção de raios gama entrando através do lado de trás de satélite. "Todos estes instrumentos têm estado apontando através do universo, enquanto direto sobre nossas cabeças estes monstros estão explodindo!".
"Now the whole field of TGFs is on fire," says Fishman. "People are jumping on the bandwagon to try to figure them out."
"Agora todo o domínio de TGFs está pegando fogo", diz Fishman. "Pessoas estão ficando na moda ao tentar avaliá-los".
Author: Dauna Coulter
Editor: Dr. Tony Phillips
Credit: Science@NASA
*Scientists at the Florida Institute of Technology, the University of California, Santa Cruz, and the University of Florida conducted the radiation estimation study. Reference: Journal of Geophysical Research (Atmospheres), "Estimation of the fluence of high-energy electron bursts produced by thunderclouds and the resulting radiation doses received in aircraft" by J. Dwyer et al. (in press).
