Captan por primera vez cómo una tormenta genera radiación gamma: un avance clave para la ciencia atmosférica

Un equipo de científicos de la Universidad de Osaka ha registrado por primera vez el preciso momento en que una tormenta eléctrica genera un destello de rayos gamma terrestres, también conocidos como “rayos oscuros”. El hallazgo, publicado en la revista Science Advances, ayuda a resolver un enigma que la comunidad científica ha investigado por más de tres décadas: ¿cómo se origina este tipo de radiación energética en la atmósfera de la Tierra?

Un fenómeno fugaz, difícil de captar

Los rayos gamma terrestres (TGF, por sus siglas en inglés) son emisiones de radiación extremadamente breves y potentes que se producen en muy contadas ocasiones durante una tormenta. Aunque estos destellos han sido detectados en el pasado por satélites, su corta duración —menos de un milisegundo— y su disipación inmediata en la atmósfera han dificultado su estudio desde tierra firme.

Para lograr esta observación sin precedentes, los investigadores utilizaron un sistema multisensor avanzado instalado en la ciudad de Kanazawa, Japón. Este dispositivo, diseñado para captar datos ópticos, de radiofrecuencia y de alta energía, fue orientado hacia torres de transmisión, estructuras frecuentemente impactadas por rayos.

El momento clave: antes del rayo

Durante una tormenta reciente, el sistema captó una situación inusual: dos corrientes eléctricas, una descendente desde la nube y otra ascendente desde una torre, estaban a punto de encontrarse. Justo 31 microsegundos antes de su colisión, el equipo detectó el primer fotón de rayos gamma. El fenómeno completo se desarrolló en apenas 20 microsegundos.

Este descubrimiento confirma una hipótesis sostenida por la ciencia durante años: que las nubes de tormenta pueden actuar como aceleradores naturales de partículas. En el breve instante antes de que se forme el rayo visible, los campos eléctricos entre las corrientes opuestas aceleran electrones a velocidades cercanas a la de la luz. Al colisionar con moléculas de aire, estos electrones generan rayos gamma, la forma más energética de radiación electromagnética.

Implicaciones más allá de la atmósfera

“El registro que logramos es único en su tipo”, señaló Harufumi Tsuchiya, coautor del estudio. “Nos ayuda a entender mejor un proceso natural de altísima energía que ocurre justo sobre nuestras cabezas”.

Los investigadores destacan que este avance no solo amplía el conocimiento sobre la física de las tormentas eléctricas, sino que también puede tener aplicaciones prácticas. Comprender mejor estos fenómenos podría contribuir al diseño de sistemas de protección más eficaces para infraestructuras expuestas a condiciones atmosféricas extremas.

Este descubrimiento marca un paso importante en la investigación de fenómenos de alta energía en la Tierra, demostrando que incluso los rayos más comunes pueden esconder procesos comparables a los que ocurren en los confines del universo.