Científicos revelan cómo se generan los rayos: una cascada de energía

Un equipo de científicos liderado por la Universidad de Pensilvania logró determinar cómo nace un rayo dentro de una nube de tormenta. El estudio, publicado por el Journal of Geophysical Research, se centra en las grandes nubes cargadas de electricidad que alcanzan intensidades extremas, fenómeno llamado cumulonimbos.

El descubrimiento redefine el entendimiento que se tenía sobre estas cargas eléctricas, según el profesor Víctor Pasko, de la Escuela de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación de Penn State. Así, se logró descifrar el ciclo de energía que convierte una nube común en la semilla de una descarga eléctrica colosal.

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Rayos cósmicos: los visitantes de la galaxia que desatan tormentas

El rol de los rayos cósmicos es uno de los hallazgos más misteriosos. Estos rayos se caracterizan por ser partículas de alta energía que provienen del espacio exterior y que atraviesan la atmósfera terrestre, interactuando con las nubes en condiciones específicas. Los rayos cósmicos generan electrones relativistas, que pueden ser acelerados por campos eléctricos fuertes en las nubes, los cuales producen un fenómeno llamado TGF (Terrestrial Gamma-Ray Flash), o destello terrestre de rayos gamma.

La relación de los TGF con los rayos aún no tenía una explicación clara, aunque ya habían sido detectados en los años 90 por satélites y aviones. Esto cambió porque se han realizado simulaciones que imitan condiciones reales que han demostrado que estos destellos son primordiales para que se origine un rayo, mejorando la comprensión de este fenómeno. Al colisionar con el aire, los electrone acelerados generan rayos X que liberan otros electrones a través del efecto fotoeléctrico.

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Nuevo modelo científico explica destellos gamma ocultos en tormentas aparentemente tranquilas

Este descubrimiento se dio gracias al modelo Photoelectric Feedback Discharge, desarrollado por el mismo equipo. Asimismo, ha sido puesto a disposición de la comunidad científica para que otros grupos de investigación lo validen y extiendan su aplicación a otros estudios. Este modelo también resolvió otra incógnita meteorológica, que es la aparición de destellos gamma sin relámpagos visibles o señales en radio. El profesor Viktor Pasko resaltó que "esta reacción puede ocurrir en volúmenes muy compactos y en condiciones ópticamente silenciosas", lo cual explicaría por qué a veces las tormentas parecen calmas, aunque generan mucha energía en su interior.

El descubrimiento ha permitido comprender con mayor precisión cómo se forma un rayo, lo que sienta las bases para el desarrollo de futuros sistemas de alerta que mitiguen los riesgos para aviones, satélites y otras infraestructuras ante estas descargas eléctricas.