Detectan por primera vez un nuevo tipo de rayos gamma sobre nubes de tormenta

Investigadores del grupo Lightning Research Group (LRG) de la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC) en Terrassa han participado en el descubrimiento de un nuevo tipo de emisión de rayos gamma nunca antes detectados. La investigación, publicada recientemente en la revista 'Nature', cubre un vacío en la comprensión científica sobre la radiación que se produce en las nubes de tormenta y ayudará a averiguar el origen de los rayos.

El nuevo tipo de emisión de rayos gamma ha sido observado por un equipo de investigación internacional, en el que participan los profesores Óscar van der Velde, José Andrés Roncanció, Jesús López, Michele Urbani, David Romero y Joan Montanyà. Los seis forman parte del grupo de investigación Lightning Research Group (LRG), vinculado a la Escuela Superior de Ingenierías Industrial, Aeroespacial y Audiovisual de Terrassa (ESEIAAT) de la UPC. El descubrimiento servirá para entender los mecanismos que producen los rayos y estimar con más precisión el riesgo que suponen para las personas, las aeronaves y las naves espaciales.

Este grupo participó en julio de 2023 en la campaña Airborne Lightning Observatory for FEGS and TGFs (ALOFT) para la observación de rayos gamma con el avión de la NASA ER-2, que voló a 20 km de altitud sobre la región del Caribe, donde desplegaron instrumentos adicionales en la isla de San Andrés (Colombia). Finalmente, sobre México, el avión observó la radiación emitida durante horas por encima de las cumbres de las nubes de tormentas y un nuevo tipo de parpadeos de rayo gamma nunca antes detectado.

Los rayos gamma son fotones altamente energéticos generados por electrones extremadamente rápidos a altitudes entre 10 y 20 km en potentes tormentas eléctricas, que actúan como verdaderos aceleradores de partículas naturales.

Según explica Óscar van der Velde, "antes se pensaba que los rayos gamma eran acontecimientos poco usuales. Aun así, al volar justo por encima de las tormentas, las medidas revelaron todo el espectro de acontecimientos energéticos, desde rayos (glows) de emisiones más tenues, pero duraderas, hasta estallidos de rayos gamma muy intensos: los energéticos rayos gamma y rayos X terrestres (denominados TGF en inglés), que se pueden detectar con satélites. Ahora sabemos que son bastante comunes e, incluso, que hay un tercer fenómeno intermedio: la descarga gamma pulsante, nunca antes vista y que acabamos de descubrir".

Esta emisión recientemente descubierta, bautizada como flickering gama-ray flash, tiene una brillantez y una duración intermedia entre los dos anteriores, y al contrario que los TGF no parece asociada con ninguna otra emisión de luz o señal electromagnética producida por un rayo.

Finalmente, con la instrumentación con la que estaba equipado el avión de la NASA (radares meteorológicos y sensores de rayos gamma, rayos y emisiones de microondas) se detectaron 24 destellos de pulsaciones muy cortas durante centenares de milisegundos. En muchos casos, se produjeron rayos poco después de estos destellos, lo que podría proporcionar pistas sobre cómo y por qué nacen los rayos, un fenómeno del cual todavía se sabe poco.