Investigadores de la ESEIAAT de la UPC detectan por primera vez un nuevo tipo de rayos gamma sobre nubes de tormenta

07/10/2024

Investigadores del grupo de investigación Lightning Research Group (LRG) de la Universidad Politécnica de Cataluña-Barcelona Tech (UPC) en Terrassa han participado en el descubrimiento de un nuevo tipo de emisión de rayos gamma nunca detectados. La investigación, publicada recientemente en la revista Nature, llena 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 Roncanción, Jesús López, Michele Urbani, David Romero y Joan Montanyà. Los seis son investigadores 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 mayor precisión el riesgo que suponen para las personas, las aeronaves y las naves espaciales.

Este grupo participó en la campaña ALOFT para la observación de rayos y 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). Por último, sobre México el avión observó la radiación emitida durante horas por encima de las cimas de las nubes de tormentas y un nuevo tipo de parpadeos de rayo gamma que nunca se habían detectado.

Los rayos gamma son fotones altamente energéticos generados por electrones extremadamente rápidos a altitudes entre 10 y 20 km dentro de 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 eventos poco usuales. Sin embargo, al volar justo por encima de las tormentas, las medidas revelaron todo el espectro de eventos energéticos, desde destellos (glows) de emisiones más tenues pero duraderas, hasta estallidos de rayos gamma muy intensos: los energéticos rayos gamma y rayos X terrestres (llamados TGF en inglés), que se pueden detectar con satélites. Ahora sabemos que son bastante comunes y, hasta y todo, que hay un tercer fenómeno intermedio: la descarga gama pulsante, que nunca se había visto y que acabamos de descubrir”.

Esta emisión recientemente descubierta, que han bautizado como flickering gamma-ray flash , tiene un brillo 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 cientos 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 que todavía se sabe poco.

Acceso a los dos artículos de la revista Nature