La ciencia comienza a desentrañar un misterio sobre los rayos

Un rayo cae sobre la playa de Lhokseumawe, Aceh del Norte, Indonesia, el 25 de mayo. Los científicos ahora están comenzando a dilucidar un complejo misterio físico que rodea a las descargas eléctricas en el cielo que es la producción de rayos gamma | AZWAR IPANK/AFP/METSUL METEOROLOGÍA

Las tormentas eléctricas producen poderosos destellos de rayos gamma, y ​​ahora los científicos están comenzando a comprender mejor la dinámica utilizando cámaras en varias longitudes de onda. Los rayos gamma generalmente se ven provenientes de objetos en el espacio, como estrellas de neutrones o púlsares, pero también pueden ser producidos por tormentas eléctricas en la Tierra.

Los llamados destellos de rayos gamma terrestres (TGF) pueden dañar los equipos electrónicos cercanos, como los aviones, pero aún no se sabe exactamente por qué ocurren, ya que solo una fracción muy pequeña de los eventos de rayos parece producirlos.

Los rayos gamma son la onda de luz más energética producida en el universo. Tan enérgicos, de hecho, que se ven en ciertas desintegraciones radiactivas, en muchas explosiones cósmicas y también en relámpagos. Los rayos en particular han sido un poco complicados, ya que nadie está seguro de cómo producen los rayos gamma.

Los destellos de rayos gamma terrestres (TGF) son producidos por «bremsstrahlung», una palabra alemana que se traduce como «radiación de frenado». Una partícula cargada eléctricamente que se acelera o desacelera (de ahí el término frenado) emitirá radiación electromagnética. En el caso de los TGF, la causa es la aceleración de los electrones.

En un nuevo artículo científico, los investigadores informan sobre la reciente observación de la contraparte óptica de un TGF. Esto es importante porque las dos hipótesis principales para la producción de rayos gamma por rayos producen firmas diferentes en luz visible.

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El primero es el mecanismo de retroalimentación relativista (RFD), que sugiere que los fotones, las partículas de luz, y los positrones, el equivalente de antimateria del electrón, producen retroalimentación que genera avalanchas de electrones. Si este modelo es correcto, debería haber muy poca o ninguna firma de luz visible y algo de luz ultravioleta modesta. Esto se conoce como rayo oscuro.

La explicación alternativa es el mecanismo de producción de electrones fuera de control térmico, donde un campo de alta electricidad localizado generaría la cascada de electrones. La fuga térmica produciría una señal óptica simultáneamente con los rayos gamma. Y durante una tormenta el 11 de septiembre de 2021, los investigadores estaban utilizando el Telescope Array Surface Detector (TASD), que detectó rayos gamma y señales ópticas de una tormenta eléctrica, de acuerdo con el mecanismo de producción de fuga térmica.

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