La mayoría de las tormentas eléctricas tropicales son similares a enormes ollas de agua hirviendo, pero emiten ráfagas de radiación gamma en lugar de vapor, según informes en Naturaleza. Esos estallidos también ocurren con más frecuencia y en más formas de lo que se pensaba anteriormente.
Los científicos detectaron por primera vez explosiones de rayos gamma de alta energía en la atmósfera terrestre en la década de 1990. La NASA lanzó satélites para ver partículas de alta energía de objetos en el espacio, como las supernovas. Los satélites detectaron señales de partículas radiactivas supercargadas y las vincularon con tormentas eléctricas. Pero no estaban seguros de la frecuencia del fenómeno.
Espiar los rayos gamma
Para descubrirlo y aprender más sobre la física detrás de las explosiones, los científicos equiparon un avión espía U2 con detectores de rayos gamma. El avión realizó diez misiones sobre grandes tormentas en los trópicos del sur de Florida. Y vieron muchos más estallidos de rayos gamma de los esperados.
Steve Cummerprofesor de ingeniería en la Universidad de Duke y autor de dos artículos que describen el fenómeno, dice que quedó “impresionado” por la cantidad de ráfagas que “vio” el avión. Detectó algunos que se parecían a los que los satélites de la NASA detectaron anteriormente. Pero también registró más de 100 que habrían sido demasiado tenues para ver desde el espacio, lo que hace que el proceso sea “mucho más común en las tormentas de lo que pensábamos”, dice Cummer.
Cómo las tormentas generan explosiones de rayos gamma
Aunque los científicos comprenden la física básica detrás de la producción de rayos gamma, no tienen tan claros muchos de los detalles. Los vientos arremolinados azotan las gotas de agua, el granizo y el hielo. Esa fricción crea una carga eléctrica, similar a la que produce un globo cuando se frota contra una tela. Luego, las partículas cargadas positivamente suben a la parte superior del sistema tormentoso, mientras que las partículas cargadas negativamente caen al fondo, creando un enorme campo eléctrico.
Luego, cuando otras partículas cargadas entran en ese campo, aceleran y a veces chocan contra una molécula de aire. Esa colisión desprende más electrones en un proceso en cascada que crea suficiente energía para provocar explosiones de rayos gamma y otros tipos de radiación.
“Siempre me ha resultado sorprendente que las tormentas puedan generar rayos gamma de alta energía”, afirma Cummer. Los datos satelitales anteriores indicaron que se trataba de un proceso interesante pero relativamente raro. “Pero ahora hemos visto que este proceso de alta energía es casi omnipresente en las grandes tormentas y desempeña un papel importante en la evolución de los campos eléctricos de las tormentas y en su descarga”.
El avión también detectó dos tipos de estallidos de rayos gamma nunca antes registrados. Uno es breve y agudo y dura menos de una milésima de segundo. Otra es una serie de unas 10 que se repiten en aproximadamente una décima de segundo. El siguiente paso de los investigadores es aprender cómo se forman estas ráfagas y por qué las tormentas producen diferentes tipos.
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Antes de unirse a Discover Magazine, Paul pasó más de 20 años como periodista científico, especializándose en políticas de ciencias biológicas de EE. UU. y cuestiones de carreras científicas globales. Comenzó su carrera en periódicos, pero pasó a revistas científicas. Su trabajo ha aparecido en publicaciones como Science News, Science, Nature y Scientific American.