Los científicos detectan por primera vez el estallido de rayos gamma terrestres desencadenado por un rayo
En los últimos años los científicos han logrado grandes avances en la comprensión de este espectáculo extremo de la naturaleza como es el rayo, gracias a los nuevos métodos de observación y las leyes físicas.
Un estudio publicado en Science Advances, dirigido por investigadores de la Universidad de Osaka, describe la primera observación mundial de un intenso estallido de radiación, conocido como destello de rayos gamma terrestres (TGF o Terrestrial Gamma-ray Flash ), sincronizado con una descarga de rayo.
"La capacidad de estudiar procesos extremos como los TGF que se originan en los rayos nos permite comprender mejor los procesos de alta energía que ocurren en la atmósfera terrestre", explica Yuuki Wada, autor principal del estudio.
Se detectan por primera vez los destellos de rayos gamma terrestres
Se había planteado la hipótesis de que los TGF surgen de descargas de rayos como resultado de la aceleración de electrones a velocidades muy altas. Sin embargo, la naturaleza transitoria de este fenómeno, que dura solo decenas de microsegundos, dificultó la confirmación de esta hipótesis.
En este estudio, se utilizó una configuración multisensor de última generación para observar los TGF emergentes de las tormentas eléctricas en la ciudad de Kanazawa, prefectura de Ishikawa, incluida la radiación óptica, de radiofrecuencia y de alta energía.
Se observaron dos trayectorias de descarga: una descendente desde la nube de tormenta hasta la torre de transmisión terrestre y otra ascendente en dirección opuesta.
Los investigadores descubrieron que un TGF se produjo justo antes de que ambas trayectorias de descarga se encontraran, creando un campo eléctrico altamente concentrado que aceleró los electrones en el aire a una velocidad cercana a la de la luz.
El primer fotón TGF se observó 31 microsegundos antes de la colisión de las trayectorias de descarga, y la ráfaga completa duró 20 microsegundos después de que se encontraran para formar el rayo. Se produjo una descarga de -56 kA como resultado de la colisión de los conductores del rayo.
Esta observación aporta datos cruciales al antiguo misterio de cómo los rayos generan suficiente energía para producir rayos gamma, fenómenos típicamente asociados con eventos del espacio exterior como supernovas o chorros de agujeros negros. El estudio también respalda las teorías emergentes sobre la dinámica de los conductores de los rayos y el posible papel de la fuga térmica o la retroalimentación relativista en estas explosiones extremas.
"Las observaciones multisensoriales realizadas aquí son una primicia mundial; aunque aún quedan algunos misterios, esta técnica nos ha acercado a la comprensión del mecanismo de estas fascinantes explosiones de radiación", afirma Harufumi Tsuchiya, autor principal.
La investigación no sólo ofrece una visión poco común del funcionamiento interno de los rayos, sino también datos valiosos que podrían utilizarse para mejorar la seguridad y la resiliencia de las estructuras vulnerables a los fenómenos atmosféricos de alta energía.
Referencia
Yuuki Wada et al. Downward Terrestrial Gamma-ray Flash Associated with Collision of Lightning Leaders, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.ads6906