Las explosiones más poderosas en el universo conocido provienen de lo que se conocen como ráfagas de rayos gamma, aunque pueden no parecer particularmente emocionantes, los científicos generalmente hablan de estas increíbles explosiones de radiación electromagnética en la misma aliento que las estrellas colapsantes gigantes y los agujeros negros.
Hemos catalogado algunos de estos eventos Desde la década de 1960e incluso los usó para ayudarnos Comprender más sobre los superclusters de Galaxypero un tipo particular de estallido de rayos gamma ha seguido siendo un misterio. Se llama flash de rayos gamma terrestres (TGF), y estalla dentro de las tormentas eléctricas en Tierra Cientos de pies sobre nuestras cabezas.
Yuuki Wada, profesor de la Universidad de Osaka en Japón, ha estado estudiando TGF durante años. Es el autor principal en un nuevo estudio que examina la misteriosa relación entre los TGF y los pernos de los rayos, y, según este estudio, los científicos han observado un TGF sincronizado con una descarga de rayos que surgió de una colisión de líderes, que guían el flujo de iluminación, proveniente de direcciones opuestas.
“Los TGF son uno de los fenómenos naturales más enérgicos de la atmósfera”, dijo Wada a Space.com. El trabajo de la WADA se centra en fenómenos de alta energía en destellos de rayos y numerosas.
Para recopilar datos sobre el rayo para el estudio, el equipo viajó a dos horas al norte de Osaka a la ciudad costera de Kanazawa, ubicada en la prefectura de Ishikawa en la costa norte de Honshu, la isla principal de Japón.
“Preparamos una red de observación alrededor de las torres de transmisión de televisión en Kanazawa”, dijo Wada. Los investigadores utilizaron una “configuración multisensor de última generación” que podría detectar la radiación óptica, radiofrecuencia y de alta energía.
Las observaciones multissensor que realizaron fueron una primera, autora senior, Harufumi Tsuchiya dicho En una declaración, y que la combinación de sensores les ayudó a aprender más sobre el mecanismo para los TGF.
Sin embargo, realizar la investigación para el estudio fue un desafío, y Wada dijo que requería un poco de suerte, ya que el estudio se basó en poder observar rayos en acción. “El rayo es difícil de predecir ahora”, dijo Wada. “Entonces, existe el riesgo de realizar observaciones intensivas porque los rangos de detección son limitados”.
“Hubo el riesgo de que no detectaríamos nada”, agregó Wada. “Afortunadamente, detectamos un TGF con la red completa”.
Gamma-ray parpadea en tormentas eléctricas
Los científicos saben que las tormentas eléctricas emiten TGF muy cortos, así como destellos más largos de rayos gamma, que pueden durar de minutos a horas. Pero las tormentas eléctricas aún tienen su parte de misterios.
Las fuertes corrientes de aire en tormentas eléctricas pueden hacer que el aire y el agua se disparen muy rápidamente. Cuando esto sucede, los cristales de hielo comienzan a chocar dentro de las corrientes de aire, lo que hace que arrojen electrones y generen un campo eléctrico productor de rayos.
Si bien los científicos piensan que, en condiciones específicas, los TGF surgen de descargas de rayos durante las tormentas eléctricas, aún no entienden la relación exacta entre los dos.
“Los TGFS han sido detectados principalmente por satélites, y un detalle de cómo el rayo produce rayos gamma sigue siendo un misterio”, dijo Wada. “Nuestra observación terrestre nos da una pista para comprender los TGF”.
Usando los sensores en las torres de transmisión, los investigadores captaron una instantánea de rayos descargas a lo largo de dos caminos. Un camino vino del Thundercloud y conducía a una ciudad de transmisión. El otro camino ascendió en la dirección opuesta.
Los investigadores observaron el TGF justo antes de que las dos rutas de descarga convergieron y crearon un campo eléctrico altamente concentrado que los investigadores, según los investigadores, aceleraron los electrones que dispararon a través del aire a una velocidad de luz cercana.
Un segundo contiene un millón de microsegundos. El equipo registró el primer fotón del TGF solo 31 microsegundos antes de que se reunieran las rutas. La explosión completa duró 20 microsegundos después de que las rutas formaron un rayo.
Este nuevo estudio sigue el trabajo previo que profundiza en TGFS de varias organizaciones científicas, incluidas la NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA). En agosto de 2023, Los pilotos de la NASA volaron a tormentas eléctricas A bordo de un avión científico a gran altitud para recopilar datos sobre TGFS.
En mayo de 2019, ESA creó la primera foto de un TGFque surgió de una tormenta eléctrica sobre la isla de Borneo, en el sudeste asiático. Para estudiar el TGFS, utilizaron un observatorio especial a bordo de la Estación Espacial Internacional.
El trabajo para comprender TGFS está lejos de ser terminado. “La relación entre Lightning y TGF no está clara”, dice Wada. “Por eso continuamos este estudio”.
“Estamos apuntando a las tormentas eléctricas de invierno en Japón”, agregó. “Debido a que tienen características inusuales en comparación con otras tormentas eléctricas, como las bases de nubes más bajas, esperamos que se resuelvan más misterios mediante observaciones en Japón”.
El estudio fue publicado el 21 de mayo en la revista Science Advances.