¿Son peligrosos los destellos de rayos gamma terrestres para los pasajeros aéreos?

NASA Los destellos de rayos gamma terrestres (DRGT) nacen de tormentas más o menos a la misma altura donde vuelan los aviones comerciales. ¿Son peligrosas estas explosiones de radiación gamma para los pasajeros aéreos? 

Instrumentos que escanean el espacio exterior en busca de explosiones cataclísmicas, llamadas estallidos de rayos gamma, están detectando intensos destellos de rayos gamma justo aquí, en los amigables cielos de la Tierra. Estos destellos de rayos gamma terrestres, o DRGTs (TGFs, en idioma inglés), estallan a través de tormentas cerca de la altura a la que vuelan los aviones comerciales.

De hecho, podrían estar demasiado cerca como para sentirnos cómodos.

En un estudio reciente,* científicos estimaron que los pasajeros aéreos podrían estar expuestos a una cantidad de radiación equivalente a 400 veces la radiación que se recibe en una radiografía torácica al estar cerca del origen de una explosión de apenas un milisegundo. Joe Dwyer, del Instituto de Tecnología de Florida (Florida Institute of Technology, en idioma inglés), participó en esa investigación, la cual utilizó las observaciones del Generador de Imágenes Espectroscópicas de Alta Energía Solar Reuven Ramaty (Reuven Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager, en idioma inglés, o RHESSI), de la NASA, para calcular el peligro que presentaban los DRGT.

"Creemos que el riesgo de enfrentarse a un DRGT en un avión es muy pequeño", dice Dwyer. "Yo no dudaría en tomar un vuelo. Los pilotos evitan las tormentas debido a la turbulencia, al granizo y a los rayos; y ahora simplemente debemos agregar los DRGT a la lista de razones por las que hay que alejarse de esas tormentas".

Pero, enfatiza, "vale la pena investigar".

Los rayos pueden no ser la única razón para evitar las tormentas. Algunas veces, también los DRGT salen disparados de estas nubes. Crédito de la imagen: NOAA.

El Monitor de Estallidos de Rayos Gamma (Gamma-ray Burst Monitor, o GBM, en idioma inglés), de la NASA, ubicado a bordo del Telescopio de Rayos Gamma Fermi (Fermi Gamma-ray Telescope, en idioma inglés), ayudará a evaluar los peligros.

"El GBM proporciona los mejores datos sobre los DRGT que tenemos hasta ahora", dice Dwyer. "Obtiene mejores mediciones de su espectro que cualquier instrumento anterior, dándonos de este modo una idea más precisa de cuán energéticos son".

Si bien los DRGT son muy breves (1-2 milisegundos), parecen ser los eventos más energéticos en la Tierra. Ellos arrojan destructivos rayos gamma que contienen más de diez millones de veces la energía de los fotones de la luz visible (suficiente energía como para penetrar varias pulgadas de plomo).

"Es sorprendente", dice Jerry Fishman, un coinvestigador del Monitor de Estallidos de Rayos Gamma. "Están atravesando por completo la nave espacial Fermi y disparando todos nuestros detectores. ¡Muy pocos estallidos de rayos gamma cósmicos logran hacer esto!"

El origen de los DRGT es aún un misterio, pero los investigadores saben esto: los DRGT están asociados con las tormentas y los rayos. "Pensamos que el campo eléctrico en una tormenta puede llegar a ser tan fuerte que la tormenta misma se transforma en una fábrica de rayos gamma", dice Dwyer. "Pero no sabemos exactamente cómo o por qué o dónde ocurre esto dentro de la tormenta".

Así que nadie sabe todavía con qué frecuencia, si alguna vez esto sucede, los aviones terminan en el lugar equivocado, a la hora equivocada.

Una ilustración de los campos eléctricos y magnéticos en una tormenta y algunos de los fenómenos que producen. Los DRGT pueden ser solamente uno de los aspectos de la actividad de las tormentas, además de los elfos, de los duendes, de los chorros azules y de los rayos comunes. Crédito de la imagen: Universidad Stanford. [Más información]

Es posible que los rayos disparen los DRGT. O quizás los DRGT disparen los rayos. Los investigadores no están seguros de qué es lo que se produce primero. El GBM proporciona una excelente precisión del momento en el cual se producen los DRGT (dentro de los 2 milisegundos) y esto ayudará a resolver el acertijo.

"Para algunos de los DRGT hemos identificado el rayo asociado", dice Dwyer. "Esta información junto con el espectro podría ayudar a determinar cuán profundo en la atmósfera hay una fuente de DRGTs y cuántos rayos gamma está emitiendo. De este modo, podemos determinar la altura y la posición de donde provienen dentro de la tormenta".

Fishman ofrece algunas buenas noticias: "Si los DRGT se originan cerca de la parte superior de las tormentas y se propagan hacia arriba desde allí, los pasajeros aéreos estarían seguros".

Mirando de cerca el ciclo de vida de un DRGT, es decir, con qué rapidez se enciende y se apaga, el GBM también puede ayudar a los investigadores a calcular cuán grande y concentrada es la fuente de rayos gamma. Si los rayos gamma son emitidos sobre una región extensa, la dosis de radiación estaría diluida y sería mucho menos dañina.

"Pero si la fuente es compacta y los rayos gamma se originan cerca de una aeronave, entonces eso sí podría ser un problema", dice Fishman.

Dosis de radiación que proviene de un rayo común comparada con la dosis que proviene de un DRGT. Ambos fenómenos están asociados con haces de electrones. Haces más compactos y estrechos producen una mayor dosis efectiva. Los detalles de este modelo pueden encontrarse en el siguiente número del Journal of Geophysical Research (Atmospheres). Busque "Estimation of the fluence of high-energy electron bursts produced by thunderclouds and the resulting radiation doses received in aircraft" ("Estimación de la fluencia de las explosiones de electrones de alta energía producidas por las nubes de tormenta y la radiación resultante que reciben las aeronaves"), por J. Dwyer y colaboradores (en prensa).

"Desde luego, cuanto más pequeña es la fuente, menor es la probabilidad de que un avión termine cerca de ella", añade Dwyer.

El GBM no fue diseñado para observar los DRGT, pero el coinvestigador del GBM Michael Briggs ha mejorado en gran medida la sensibilidad del instrumento relacionada con los DRGT escribiendo nuevos programas de computadora.

"Los DRGT han sido realmente una ocurrencia tardía para las misiones que se han llevado a cabo hasta ahora", dice Dwyer. El RHESSI, por ejemplo, apunta hacia el Sol, pero el equipo del RHESSI encontró una manera de medir los DRGT detectando rayos gamma que llegan por la parte posterior del satélite. "¡Todos estos instrumentos han estado apuntando hacia todo el universo, mientras que estos monstruos se están disparando sobre nuestras cabezas!"

"Ahora todo el campo de estudio de los DRGT está en llamas", dice Fishman. "La gente está aprovechando la oportunidad para tratar de entenderlos".

Créditos y Contactos

Author: Dauna Coulter

Funcionario Responsable de NASA: John M. Horack

Editor de Producción: Dr. Tony Phillips

Curador: Bryan Walls  

Relaciones con los Medios: Steve Roy

Traducción al Español: Ramiro Franco

Editor en Español: Angela Atadía de Borghetti

Formato: Ramiro Franco

El Directorio de Ciencias del Centro Marshall para Vuelos Espaciales de la NASA patrocina el Portal de Internet de Science@NASA que incluye a Ciencia@NASA. La misión de Ciencia@NASA es ayudar al público a entender cuán emocionantes son las investigaciones que se realizan en la NASA y colaborar con los científicos en su labor de difusión.

Más información (en inglés y español)

*Los científicos del Instituto de Tecnología de Florida, de la Universidad de California, en Santa Cruz, y de la Universidad de Florida llevaron a cabo el estudio que calculó la radiación. Referencia: Journal of Geophysical Research (Atmospheres), "Estimation of the fluence of high-energy electron bursts produced by thunderclouds and the resulting radiation doses received in aircraft" ("Estimación de la fluencia de las explosiones de electrones de alta energía producidas por las nubes de tormenta y la radiación resultante que reciben las aeronaves"), por J. Dwyer y colaboradores (en prensa).

Otras misiones planeadas, relacionadas con los DRGT:

Firefly, financiada y administrada por la Fundación Nacional de Ciencias (National Science Foundation, en idioma inglés), será desarrollada como una colaboración entre el Centro Goddard para Vuelos Espaciales (Goddard Space Flight Center, en idioma inglés), de la NASA; la Universidad Siena, en Loudonville, NY; la Asociación de Universidades para la Investigación Espacial (Universities Space Research Association, en idioma inglés), en Columbia, Md.; y el Instituto Hawk de Ciencias del Espacio (Hawk Institute for Space Sciences, en idioma inglés), en Pocomoke City, Md.

ADELE, sigla de Airborne Detector for Energetic Lightning Emissions (Detector Aéreo de Emisión Energética de Rayos), voló el verano pasado y posiblemente lo haga de nuevo durante los veranos de 2011 y 2012. El avión se desplaza directamente por arriba de tormentas bajas y al lado de tormentas más altas con el fin de mirar de cerca la región donde se encuentra ubicada la fuente de rayos y ver los fenómenos relacionados con los rayos, incluyendo los DRGT, cerca de su origen. Se mantiene a al menos 25 km de distancia por razones de seguridad.

El Monitor de Interacciones Atmósfera-Espacio (Atmosphere-Space Interactions Monitor, en idioma inglés), o ASIM (por su sigla en idioma inglés), es una misión de la Agencia Espacial Europea que volará a bordo de la Estación Espacial Internacional. La órbita única de la estación espacial, la más baja disponible, cubre todas las regiones de tormentas y todas las horas locales, lo cual la convierte en una excelente plataforma para realizar observaciones de DRGTs. TIRANIS es una misión francesa en desarrollo destinada a estudiar los DRGT. Y estudiantes de la Universidad Estatal de Lousiana están planeando realizar una misión con un globo de gran altitud para hallar DRGTs.

Enlaces en internet:

La misión Firefly estudiará los destellos de rayos gamma terrestres --(Ciencia@NASA)

What Comes Out of the Top of a Thunderstorm? (¿Qué sale de la parte superior de las tormentas?) --(Science@NASA)

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FIN

Esta entrada se publicó en Noticias en 19 Abr 2010 por Francisco Martín León