Duendes, elfos, hadas y chorros: todo lo que ocurre en un rayo cuando cae del cielo
Todos sabemos que ser golpeado por un rayo es algo posible pero poco probable. Quienes estamos acostumbrados a las tormentas probablemente no dediquemos mucho tiempo a pensar en las descargas eléctricas naturales salvo cuando nuestra seguridad se encuentra en riesgo.
Pero la comunidad científica lleva años tratando de entender mejor estos fenómenos tan peculiares. Si bien a día de hoy sabemos algunos de los efectos físicos que pueden provocar, comprender cómo pueden causarlos es mucho más complejo. Los rayos son extremadamente efímeros, y esto implica que quienes los estudian dependen de los datos que puedan obtener en menos de un segundo.
Con el fin de obtener información más detallada de estos fenómenos eléctricos, la Agencia Espacial Europea instaló un instrumento en la Estación Espacial Internacional cuyo objetivo es monitorizar la expansión de energía desde el lugar en que ocurre un rayo hasta la ionosfera, y observar cómo esto puede desencadenar diversos procesos físicos.
El instrumento en cuestión se llama Atmosphere-Space Interactions Monitor (ASIM), es decir, Monitor de Interacciones Atmósfera-Espacio, y está formado por detectores de rayos X y gamma, detectores de radiación ultravioleta, medidores de energía de señales ópticas y dos cámaras de alta velocidad.
Estos componentes permiten registrar al detalle todo el proceso por el que pasa un rayo, desde que surge y su energía se expande, hasta que desaparece por completo. Los datos que estos instrumentos registran en el espacio ayudan a complementar la información que obtenemos desde la Tierra, presentando una imagen más completa del fenómeno estudiado.
Gracias a estos dispositivos sabemos que los rayos interactúan con electrones libres que encuentran a su paso en las capas altas de la atmósfera. Esta interacción provoca una serie de reacciones en los electrones, lo cual lleva a una pérdida de energía drástica que puede llegar a generar rayos gamma (un tipo de fotones de alta energía).
Precisamente esta radiación gamma es la causante de algunos de los fenómenos físicos más impresionantes que pueden provocar los rayos. Por ejemplo, si la radiación gamma golpea el núcleo de un átomo, esto puede hacer que algunas de las partículas subatómicas del átomo se transformen y lo conviertan en un isótopo radioactivo, generando nubes radioactivas durante tormentas eléctricas.
Además, si los fotones gamma creados por el rayo se concentran lo suficiente, pueden llegar a producir antimateria a base de parejas partícula-antipartícula, algo que ya detectaron unos investigadores de la Universidad de Kyoto en el año 2017.
Uno de los principales objetivos del estudio realizado en 2018 con el dispositivo ASIM era tratar de comprender ciertos eventos extraños que pueden darse durante tormentas eléctricas, los conocidos como duendes, elfos, hadas y chorros. Estos nombres tan curiosos designan una serie de fenómenos eléctricos de milisegundos de duración que se dan por encima de las nubes, creando anillos luminosos de colores variados, y flashes y redes de luz que suben hacia el espacio.
Los datos obtenidos por ASIM para este estudio corresponden a un único rayo observado durante una tormenta en la costa de Indonesia. La radiación ultravioleta de este rayo, procedente del oxígeno ionizado por el paso de electricidad a través de la atmósfera, se transformó en un elfo gracias a un pulso electromagnético generado por el propio rayo.
Las conclusiones obtenidas por los autores del estudio son las siguientes: para que se cree un elfo es necesario liberar rápidamente una gran carga de energía en un rayo, lo cual causa un pulso electromagnético que da lugar al elfo en cuestión. Esto refuerza la idea de que los elfos están conectados con los rayos gamma generados durante las tormentas, ya que ambos requieren la liberación de grandes cantidades de energía acumulada para existir.
Pese a que el estudio se basa en el análisis de un único rayo, las conclusiones se consideran fiables debido a que son consistentes con estudios y datos previos, y ofrecen una explicación coherente a la variedad de fenómenos que se dan durante la descarga de un rayo.
Descubre más sobre Clara Luengo Ramos, autor/a de este artículo.
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