Por primera vez, un equipo de investigadores japoneses logró captar el momento exacto en que se produce un “rayo oscuro”, un destello de rayos gamma terrestre (TGF) que ocurre justo antes de que dos corrientes eléctricas se junten para formar un rayo común. El fenómeno, tan breve como poderoso, fue registrado en la ciudad de Kanazawa, y podría cambiar lo que sabíamos sobre la física de las tormentas.
El estudio, publicado en la revista Science Advances y liderado por científicos de la Universidad de Osaka, resuelve una incógnita que tenía en vilo a la comunidad científica desde hace casi tres décadas: ¿cómo generan las tormentas una radiación tan extrema como los rayos gamma, típicamente asociada a fenómenos cósmicos como supernovas o agujeros negros?
Estos rayos gamma terrestres son casi imposibles de detectar, duran menos de un milisegundo, ocurren una vez cada mil rayos normales y se disipan en la atmósfera antes de llegar al suelo. Hasta ahora, solo se habían observado desde satélites, lo que limitaba mucho la información disponible.
Pero el equipo japonés se propuso ir más allá y montó un sistema multisensor de última generación en tierra firme. Eligieron como punto de observación torres de transmisión de televisión, propensas a ser alcanzadas por rayos, y lograron lo impensado.
El fenómeno captado fue extraordinario, dos corrientes eléctricas se aproximaban una descendía desde la nube y otra ascendía desde la torre y, apenas 31 microsegundos antes de que colisionaran, se liberó el primer fotón de rayos gamma. El destello total duró solo 20 microsegundos después del encuentro, lo suficiente para confirmarlo científicamente.
Este hallazgo valida una teoría que los investigadores venían manejando, que las nubes de tormenta funcionan como aceleradores naturales de partículas. En ese microinstante previo al rayo, se forma un campo eléctrico tan intenso que los electrones se disparan casi a la velocidad de la luz. Al chocar con moléculas de aire, liberan su energía en forma de rayos gamma, el tipo de radiación más potente del espectro electromagnético.
La intensidad del fenómeno fue tal que la descarga final alcanzó los -56 kiloamperios, una magnitud altísima para un evento atmosférico. “Estas observaciones multisensor son una primicia a nivel mundial”, explicó Harufumi Tsuchiya, uno de los autores del estudio. Y agregó: “Aunque todavía quedan misterios, este avance nos acerca mucho más a entender cómo funcionan estos estallidos de radiación”.
Además de su valor científico, los investigadores creen que este tipo de estudios puede servir para mejorar la seguridad de infraestructuras que están expuestas a fenómenos eléctricos extremos, como torres, antenas y líneas de alta tensión.