Demuestran la correlación entre el estallido gamma de alta energía y el desarrollo de tormentas eléctricas

Una investigación internacional en la cual participa la Universitat de València (UV) y que ha demostrado al nivel de los milisegundos la correlación entre el estallido gamma de alta energía y el desarrollo de tormentas eléctricas es portada de la prestigiosa revista científica Science del mes de enero de 2020. La investigación trata dos fenómenos atmosféricos violentos observados desde la Estación Espacial Internacional (ISS) y en los cuales por primera vez se ha captado la emisión ultravioleta, la óptica y la de alta energía conjuntamente.

“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 emisiones powered by lightning.

“Con el sistema de Imaging de alta energía desarrollado en la Universitat de València, las posiciones de todos los acontecimientos se han determinado simultáneamente. Este cierre del problema es el que ha llevado Science a considerar el descubrimiento como merecedor de ocupar la portada del primer número del 2020. Es un gran honor”, ha dicho Víctor Reglero.

En la portada de la revista, según indica el investigador de la Universitat, se ve la tierra –en la cual hay un rayo brillante en las nubes– desde donde sale un chorro de partículas de alta energía que se propaga hacia el espacio. El relámpago posterior lanza un pulso electromagnético, que induce a una emisión ultravioleta (ELVE), representada por el anillo de radiación que sube y se expande junto con los rayos gamma. Science también ha difundido un vídeo donde se puede ver este fenómeno.

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”.

Instrumental desarrollado en la Universitat de València

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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