¿Rayos gamma de origen terrestre en las tormentas?

Nuevas perspectivas sobre las descargas eléctricas atmosféricasUniversidad de DukeEmisión de rayos gamma terrestres procedentes de una línea de tormentas, foto de fondo, de escasa duración. Imagen NASA.Los científicos de la Universidad de Duke han realizado los análisis más detallados de acoplamientos entre algunos acontecimientos de las descargas eléctricas en las nubes tormentosas y las misteriosas emisiones de rayos gammas que emanan de propia atmósfera de la tierra. Su estudio sugiere que las fuentes de esta radiación gamma, hacia el exterior de la atmósfera, se realizan desde puntos de partida asombrosamente bajo en las nubes tormentosas."Todo el esto es una sorpresa enorme," dijo Steven Cummer, profesor auxiliar de la ingeniería eléctrica y de computación en Pratt School. "Estos rayos gammas son de más alta energía que los que provienen del sol. Pero aquí se están generando de una clase de descargas eléctricas que vemos a todas horas." Cummer y otros investigadores describieron sus análisis en un artículo publicado el 30 de abril pasado en la revista Geophysical Research Letters.Las emisiones naturales de rayos gammas, las formas más energéticas de luz, están accionadas generalmente con acontecimientos de gran energía en el espacio exterior. Tales acontecimientos incluyen las reacciones termonucleares dentro del sol, interacciones entre los rayos cósmicos y los colapsos de estrellas al crear un agujero negro.Pero en 1994, los científicos que usaban el satélite Compton Gamma Ray Observatory detectaron primero rayos gamma aparentemente que se originaban cerca de la superficie de la tierra. Los investigadores encontraron rápidamente la evidencia de que esas emisiones estaban relacionadas con las descargas eléctricas de los rayos eléctricos.A comienzos del 2002, el satélite Reuven Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager (RHESSI) -- lanzado para estudiar los rayos X y gamma del sol -- también comenzó a detectar numerosos destellos terrestres de rayos gamma desde la tierra (Terrestrial Gamma ray Flashes, TGFs).Smith y López fueron dos de los cuatro autores de un trabajo en febrero de 2005 de la revista Science donde se describió los TGFs del RHESSI y también corroborando estos con datos de la frecuencia del relámpago.En el nuevo estudio conducido en Duke por Cummer y sus ayudantes hicieron lo que él llamó "las grabaciones muy cuidadosas y continuas" de las emisiones del rayo en un área sobre un período de cuatro meses de 2004.Analizando esos registros, identificaron episodios de rayos que podrían ligarse en tiempo y lugar a TGFs registrados por RHESSI en la región del Caribe tropical. "Cuantificamos la relación del relámpago -TGF detalladamente y procuramos limitar los mecanismos posibles de la fuente". Los autores escribieron su trabajo en la revista Geophysical Research Letters.Cummer instaló originalmente estos detectores de ondas de radio para realizar los estudios a gran distancia asociadas a los truenos de las tormentas del medio oeste y analizar las fulguraciones fantasmales y breves en la atmósfera superior, conocidas como "sprites”.El RHESSI no detectó ningún TGFs en el medio oeste de los EEUU, donde otros sí detectaron sprites," afirmó Cummer. "Pero había muchos de TGFs en Indonesia, África y el área del Caribe americana. De ésos, el Caribe está a 2.000 - 4.000 kilómetros de nuestros sensores, en la escala de distancias sí que realmente están absolutamente muy cerca. Podíamos decir con certeza si el relámpago sucedió en el Caribe en un momento específico."La interrupción del proceso comienza con colisiones entre los rayos cósmicos extraterrestres y la atmósfera, que genera algunos electrones de muy alta energía. Un campo eléctrico suficientemente intenso, como el de las nubes tormentosas, puede acelerar a estos electrones. Este hecho puede causar colisiones adicionales, produciendo electrones de una energía más alta. Tal avalancha de electrones en el campo eléctrico inmediatamente después de una descarga intensa del relámpago podía crear un haz electrónico de la alta energía en las altitudes entre de 30 y 50 kilómetros, según la hipótesis. Entonces, este haz produciría rayos gammas mientras interactúa con la atmósfera."Si éste es el mecanismo de funcionamiento, debemos ver los relámpagos asociados cada uno de esos TGFs."El análisis detallado también observó que, en promedio, los TGFs ocurrían 1.24 milisegundos antes de sus movimientos asociados al relámpago."La coincidencia entre el relámpago y el TGF, que encontramos, es demasiado buena para que sea al azar. Ellos están de una manera u otra manera muy relacionados."Para más información:http://www.dukenews.duke.edu/2005/05/gammabolt.html http://www.nasa.gov/vision/universe/solarsystem/rhessi_tgf.htmlNota de la RAM. La versión española de Investigación y Ciencia de julio de 2005 nos trae un artículo sobre el rayo. En este trabajo se vuelve hablar de las nuevas teorías sobre la formación de las descargas terrestres, su relación con los rayos cósmicos y las emisiones de rayos gamma. Debemos estar atentos a este tema tan apasionante.

Esta entrada se publicó en Noticias en 22 Sep 2005 por Francisco Martín León