⚡ Científicos descubren cómo nace un rayo: una reacción en cadena
Los científicos han identificado cómo los intensos campos eléctricos en las nubes aceleran los electrones, provocando reacciones en cadena. Estas colisiones generan rayos X y fotones de alta energía, desencadenando finalmente un relámpago.
Representación artística de un avión espía de la NASA registrando destellos gamma terrestres en las nubes de tormenta.
Crédito: NASA/ALOFT team.
El modelo matemático desarrollado por el equipo reproduce las condiciones observadas en las nubes de tormenta. Explica cómo los electrones, acelerados por los campos eléctricos, producen rayos X al chocar con moléculas de aire. Este fenómeno, conocido como avalancha de electrones, es necesario para comprender el inicio del rayo.
En términos simples, los campos eléctricos en las nubes de tormenta aceleran los electrones a velocidades cercanas a la de la luz. Estos electrones colisionan con las moléculas de aire, liberando rayos X y fotones de alta energía.
Este proceso crea una avalancha de electrones, donde cada colisión genera nuevas partículas energéticas. Esta reacción en cadena es el origen del inicio del rayo, un fenómeno que ocurre en unos pocos milisegundos.
Las condiciones específicas en las nubes, como la presencia de cristales de hielo, pueden amplificar estos campos eléctricos. Esto explica por qué algunas tormentas producen más rayos que otras, dependiendo de su estructura interna.
Las observaciones en campo, combinadas con simulaciones, han permitido validar esta teoría. Los investigadores han utilizado datos provenientes de sensores terrestres, satélites y aviones de gran altitud.
Los destellos gamma terrestres (ver capítulo siguiente), a menudo sin señales ópticas o radio detectables, también han encontrado una explicación. El modelo muestra cómo estos eventos pueden ocurrir en volúmenes muy compactos. Esto explica por qué pueden aparecer sin las firmas habituales del rayo.
Esta investigación abre nuevas perspectivas para la comprensión de los fenómenos atmosféricos extremos. También podría tener implicaciones para la seguridad aérea y la predicción de tormentas. Las ecuaciones del modelo están ahora disponibles para otros científicos.
¿Qué es un destello gamma terrestre?
Los destellos gamma terrestres son ráfagas de radiación de alta energía producidas en las nubes de tormenta. A diferencia de los rayos visibles, no siempre emiten luz u ondas de radio detectables.
Estos eventos son el resultado de avalanchas de electrones relativistas, donde las partículas alcanzan energías extremas. Pueden ocurrir en pequeñas zonas de las nubes, lo que los hace difíciles de observar sin instrumentos especializados.
Los destellos gamma terrestres son un ejemplo de los fenómenos energéticos que ocurren en nuestra atmósfera. Su estudio ayuda a los científicos a comprender mejor los procesos físicos que actúan durante las tormentas.