Una investigación espacial demuestra la correlación entre dos tipos de fenómenos atmosféricos violentos

Destello de un rayo gamma terrestre localizado en la Tierra, captado desde la Estación Espacial Internacional. Es la primera imagen de la Tierra con rayos gamma realizada, el 27 de junio de 2018. La escala de colores es logarítmica, por lo que la diferencia entre el blanco y los azules es 1.000.000. La probabilidad de que el TGF esté en la posición del blanco es un millón de veces superior a otros lugares de la imagen. Entre junio de 2018 y la actualidad, ASIM ha realizado 54 imágenes de TGF sobre la Tierra en el primer año de operaciones. Foto: ASIM en la ISS.Una investigación internacional en la que participa la Universitat de València (UV) ha demostrado al nivel de los milisegundos la correlación entre el estallido gamma de alta energía y el desarrollo de tormentas eléctricas. Se trata de dos fenómenos atmosféricos violentos observados desde la Estación Espacial Internacional (ISS) y en los que por primera vez se ha captado la emisión ultravioleta. El artículo se ha publicado en la revista Science.

“Se trata de la asociación entre los Terrestrial Gamma Ray Flashes (TGF), sin duda los fenómenos más violentos de la atmósfera de la Tierra, con los llamados Transiente Luminous Events (TLE) observados en el óptico y por primera vez también en el ultravioleta”, ha destacado Víctor Reglero, director del Laboratorio de Procesamiento de Imágenes (IPL) de la Universitat de València y tercer firmante del artículo A terrestrial gamma-ray flash and ionospheric ultraviolet emissions powered by lightning. En la investigación ahora publicada, además de la UV, han participado la Universidad Técnica de Dinamarca, la Universidad de Bergen y el Instituto Nacional de Astrofísica italiano.

Hasta el momento existían teorías que indicaban esta correlación, basadas en observaciones desde satélites o desde la Tierra pero no simultáneas. Establecer esta relación  en el espacio y en el tiempo ha sido posible por disponer por primera vez de un conjunto instrumental ASIM, el cual cubre desde el óptico a los rayos gamma más duros pasando por el espectro ultravioleta. Los resultados muestran que el destello de rayos gamma terrestres (TGF) fue producido por campos eléctricos muy intensos producidos justo antes de un rayo dentro de la nube de tormenta eléctrica que ocurre milisegundos después del inicio del rayo, clave para la formación del TGF. El relámpago posterior lanzó un pulso electromagnético, que indujo a una emisión ultravioleta (ELVE) visible por encima de la tormenta y con forma de disco oscuro de radiación que llega hasta la ionosfera.

Estos resultados ayudan a revelar el proceso por el cual los destellos de rayos gamma terrestres (TGF) se generan a partir de tormentas eléctricas, y la conexión entre rayos gamma, fenómenos electromagnéticos en la parte superior de la atmósfera y la radiación producida por las tormentas.

“La correlación no es solo temporal, también en la posición de los eventos en la atmósfera gracias al sistema de Imaging Gamma desarrollado por los equipos de la UV y el INTA”, ha apuntado Víctor Reglero, también catedrático del Departamento de Astronomía y Astrofísica de la Universitat de València, quien afirma que se trata de fenómenos “nuevos y poco conocidos que muestran los aspectos más violentos de la atmósfera terrestre y con impacto potencial en el Circuito Eléctrico Global de la Tierra”.

ASIM (The Atmosphere Space Interactions Monitor) es un instrumento creado por la Agencia Espacial Europea (ESA) y la NASA, y que opera desde hace un año y medio desde la ISS. Fue desarrollado a través de un proyecto internacional en el que colaboraron la Universitat de València, la Universidad Técnica de Dinamarca y la Universidad de Bergen entre los años 2005 y 2018. Con su puesta en marcha se pretendía detectar a los TGF, descargas muy violentas de Alta Energía X y Gamma de muy corta duración (0.001 segundo) y muy escasos (se detectan uno o dos al día) frente a los rayos normales que son entre 1 y 4 millones por día.

A pesar de que la comunidad científica conoce bien y está familiarizada con los rayos eléctricos que rompen el cielo debajo de las nubes de tormenta, también se sabe que ocurren otros tipos de fenómenos luminosos por encima de las nubes de tormenta en la atmósfera superior de la Tierra. Los ELVE, un tipo de este fenómeno, están expandiendo las ondas de emisión ultravioleta y óptica en la ionosfera por encima de la tormenta.

El equipo del Laboratorio de Procesamiento de Imágenes de la Universitat de València que ha participado en el artículo de la revista Science lo forman, además de Víctor Reglero, Javier Navarro-González, Paul H. Connell y Chris J. Eyles.

Referencia bibliográfica

Neubert et al., A terrestrial gamma-ray flash and ionospheric ultraviolet emissions powered by lightning, Science 10.1126/science.aax3872 (2019).

Fuente: UV







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