Hasta hace poco, cuando hablábamos de rayos gamma lo hacíamos para referirnos a reacciones nucleares y fenómenos más extremos del universo, como explosiones de supernovas o agujeros negros. Sin embargo, todo cambió hace un par de décadas cuando se descubrió que las tormentas eléctricas tienen la capacidad de crear rayos gamma. Lo que no nos imaginábamos es que son, literalmente, radioactivas.
El estudio. En realidad, estamos ante dos trabajos conjuntos publicados en Nature. Uno de ellos describe la emisión frecuente de destellos de rayos gamma de larga duración en partes extensas de la atmósfera durante las tormentas tropicales. El segundo detalla el fenómeno recientemente identificado, denominado destellos de rayos gamma parpadeantes o FGF, y reflexiona sobre la relación entre los destellos y otras formas de radiación de las nubes de tormenta.
Un avión de la Guerra Gría. Todo fue posible utilizando el avión científico aéreo de gran altitud ER-2 de la NASA, en esencia, el avión espía U2 reacondicionado de la Guerra Fría. El ER-2 vuela a una altura dos veces superior a la de un avión comercial y ya ha sido utilizado en el Golfo de México en 10 ocasiones para estudiar las tormentas tropicales.
Según el coautor del estudio, el profesor Steve Cummer, de la Universidad de Duke, “se han llevado a cabo varias iniciativas aéreas para averiguar si estos fenómenos son comunes o no, pero los resultados han sido dispares y varias campañas sobre Estados Unidos no han detectado ninguna radiación gamma. Este proyecto se diseñó para abordar estas cuestiones de una vez por todas”.
El hallazgo. Como decíamos al inicio, los eventos de rayos gamma en las tormentas eléctricas se dividen en destellos de rayos gamma terrestres (TGF), que duran hasta 100 microsegundos, y resplandores de rayos gamma, que pueden durar cientos de segundos. Sin embargo, los dos trabajos hallaron que los FGF consisten en una especie de radiación, pulsos con una duración mayor que los TFG (cientos de milisegundos), y parecen estar conectados con los resplandores más duraderos.
“En las tormentas eléctricas ocurren muchas más cosas de las que jamás imaginamos”, explica Cummer. “Resulta que, en esencia, todas las grandes tormentas eléctricas generan rayos gamma durante todo el día en muchas formas diferentes». De hecho, el ER-2 detectó resplandores de rayos gamma que duraron horas y cubrían un área de casi 9.065 kilómetros cuadrados.
Teoría. Basándose en los trabajos, el equipo cree que la formación de los rayos se crea por electrones libres acelerados por el intenso campo eléctrico dentro de las nubes. A medida que se mueven hacia arriba, interactúan con las moléculas de aire y agua, y estas colisiones pueden crear reacciones que incluyen la formación de antimateria y rayos gamma.
Para Martino Marisaldi, físico de la Universidad de Bergen y autor principal de uno de los artículos, ““los FGF son notablemente diferentes tanto de los TGF como de los resplandores, pero tienen algunas características de ambos. Es por eso que los consideramos el eslabón perdido entre los dos fenómenos. Los FGF no emiten señales de radio, pero suelen ir seguidos, en cuestión de milisegundos, de pulsos de radio llamados Eventos Bipolares Estrechos, que suelen estar asociados al inicio de los rayos. Por tanto, resulta interesante plantear la hipótesis de una conexión causal entre los dos fenómenos”.
Conclusión. Los investigadores indican que el estudio viene a tirar por tierra viejas teorías. Por ejemplo, descarta otros mecanismos teóricos para la iniciación de los rayos, como los rayos cósmicos y los rayos guía. Además, el trabajo sienta las bases para precisar aún más la relación entre los estallidos gamma y las nubes de tormenta, así como entre los rayos y sus fuentes.
Dado que muchos de los destellos gamma observados recientemente se produjeron sin la presencia de rayos, parece que las propias tormentas electrificadas son capaces de generar rayos gamma. Un estudio que viene a completar el mapa ciertamente complejo de las nubes de tormenta, uno de esos momentos impactantes y asombroso de nuestro planeta.
Y no, la emisión de rayos gamma en las tormenta tropicales no es peligrosa… dado el lugar en el que se producen. En realidad, si estuvieras ahí arriba sería la menor de tus preocupaciones.
Imagen | The ALOFT team / Mount Visual
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