Los súper relámpagos brillantes: los superbolts

Dos nuevos estudios, que analizan los eventos de relámpagos más brillantes de la Tierra, han investigado cómo se originan estos raros superbolts y se descubre que son distintos de los relámpagos normales

Hay rayos muy intensos, energéticos y brillantes, mucho más que otros. Imagen para ilustración. PXHERE

Los nuevos hallazgos podrían ayudar a los científicos a comprender mejor estos misteriosas e intensas descargas, que pueden generar, por ejemplo, problemas cerebrovasculares e informar o dar avisos públicos y orientación de ingeniería, etc..

Los estudios analizaron los eventos de rayos detectados por satélites en órbita. Los autores encontraron que los superbolts más brillantes eran más de 1.000 veces más brillantes que los rayos típicos. Un rayo incluso superó los 3 teravatios de potencia, miles de veces más fuerte que un rayo ordinario detectado desde el espacio.

La investigación arroja luz sobre un debate en curso entre los científicos sobre cómo se originan estos energéticos relámpagos. Los nuevos estudios proponen que los superbolts generalmente son el resultado de eventos raros de nube a tierra con carga positiva, en lugar de los eventos de nube a tierra con carga negativa más comunes característicos de la mayoría de los rayos.

Comprender estos eventos extremos les dice a los científicos de lo que son capaces los rayos, dijo Michael Peterson, un científico de teledetección del Laboratorio Nacional de Los Alamos en Los Alamos, Nuevo México. Peterson es el autor principal de ambos estudios publicados en el Journal of Geophysical Research: AGU Atmospheres, que avanza en la comprensión de la atmósfera terrestre y su interacción con otros componentes del sistema terrestre.

¿Qué son los súper rayos o superbolts?

Los superbolts se observaron por primera vez en 1977, según las mediciones de brillo óptico realizadas por el satélite Vela e inicialmente se describieron como relámpagos 100 veces más brillantes que los rayos típicos. Desde entonces, sin embargo, ha habido un debate en curso sobre si estas observaciones representan fenómenos distintos de los rayos ordinarios. El ángulo de visión de un satélite, por ejemplo, podría afectar el brillo observado de un rayo.

"Cuando veas un rayo desde el espacio, se verá mucho más tenue que si lo vieras desde el nivel del suelo porque las nubes bloquean parte de la luz", dijo Peterson.

Los nuevos estudios complementan el informe de 1977. Un estudio utilizó datos capturados por Geoestationary Lightning Mapper, GLM, un detector en un satélite que permanece centrado en las Américas, desde enero de 2018 hasta enero de 2020. Los autores sumaron las señales detectadas en el sensor similar a una cámara para calcular el brillo total de los relámpagos.

Clasificaron los superbolts como relámpagos 100 veces más brillantes que el promedio y detectaron alrededor de 2 millones de descargas, el 0.32% de todos los eventos de rayos, por encima de este umbral.

Los investigadores identificaron grupos de los eventos más brillantes absolutos, mil veces más brillantes que los rayos ordinarios, en el centro de Estados Unidos, la cuenca del Plata en América del Sur y las regiones costeras de América Central. Los destellos más brillantes también se correspondieron con eventos de nube a tierra con carga positiva, según lo capturaron los sensores de rayos de radiofrecuencia en el suelo.

Estas señales más brillantes correspondían a eventos de megaflash, que pueden extenderse a largas distancias. "Podría ser que una descarga cerca de usted, en el aire claro, fuera en realidad de un descarga que comenzó a cientos de kilómetros de distancia", dijo Robert Holzworth, físico atmosférico y espacial de la Universidad de Washington en Seattle, que no participó en la nueva investigación.

Holzworth fue coautor de un estudio de 2019 sobre superbolts, utilizando datos de la World Wide Lightning Location Network, que detecta las ondas de radio emitidas durante los rayos. Se establecieron nuevos récords mundiales para la extensión de los rayos (709 kilómetros o 442 millas) y la duración (16.73 segundos) a partir de megadestellos identificados por Peterson a principios de este año.

El segundo estudio se basó en datos del satélite FORTE, que detecta el brillo máximo, en lugar del total, de los rayos. Los investigadores analizaron datos de 1997 a 2010 e identificaron alrededor de 20,000 eventos que podrían clasificarse como superbolts que produjeron al menos 100 gigavatios de potencia.

A modo de comparación, a septiembre de 2020, todos los paneles solares en los Estados Unidos tienen una capacidad total de 85 gigavatios. De los superbolts más brillantes, alrededor de 1.000 tenían una salida máxima de más de 350 gigavatios y se correspondían en gran medida con rayos positivos de nube a tierra.

Los eventos de rayos con carga positiva, que involucran cargas positivas que viajan desde las nubes hasta el suelo, constituyen menos del 5 por ciento de todos los rayos y suelen ser más fuertes que los golpes de nube a tierra con carga negativa o rayo negativo.

Los rayos positivos pueden ocurrir cuando las tormentas acumulan grandes cantidades de carga, como sobre los océanos. De acuerdo con esto, los superbolts más brillantes detectados en el nuevo estudio se encontraron a menudo en tormentas oceánicas, particularmente durante el invierno y cerca de Japón y en el Mar Mediterráneo.

Existen diferencias en los puntos críticos identificados por el análisis anterior de Holzworth et al. y los descritos en el nuevo trabajo, posiblemente debido a las diferencias en la detección por ondas de radio frente al brillo óptico. Los estudios futuros, como los que utilizan matrices de mapeo de rayos de alta resolución, podrían capturar los eventos de rayos de manera más completa y proporcionar detalles adicionales de la física de superbolt.

Referencia

Geostationary Lightning Mapper (GLM) Observations of the Brightest Lightning in the Americas Michael Peterson , Erin Lay. AGU
https://agupubs.onlinelibrary....

Esta entrada se publicó en Reportajes en 30 Nov 2020 por Francisco Martín León