Más de 270 años después del famoso experimento con una cometa de Benjamin Franklin, un equipo internacional de científicos afirma haber resuelto uno de los mayores enigmas de la física atmosférica: ¿qué ocurre justo antes de que caiga un rayo?
Más de 270 años después del famoso experimento con una cometa de Benjamin Franklin, un equipo internacional de científicos afirma haber resuelto uno de los mayores enigmas de la física atmosférica: ¿qué ocurre justo antes de que caiga un rayo?
Investigadores liderados por el profesor Victor Pasko, de la Facultad de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Universidad Estatal de Pensilvania (EE. UU.), lograron formular por primera vez una explicación precisa y cuantitativa del proceso que da origen a los rayos en la naturaleza.
“Logramos conectar los rayos X, los campos eléctricos y la física de las avalanchas de electrones”, explicó Pasko en un comunicado. El hallazgo, respaldado por modelos matemáticos avanzados y observaciones previas, arroja nueva luz sobre el funcionamiento interno de las tormentas eléctricas.
Como una máquina de pinball
Según el estudio, dentro de las nubes de tormenta se generan campos eléctricos intensos que aceleran electrones a gran velocidad. Estos chocan con moléculas de nitrógeno y oxígeno, produciendo una reacción en cadena que genera rayos X, más electrones y fotones de alta energía.
Este mecanismo, descrito como similar al funcionamiento de una máquina de pinball, inicia la cascada energética que finalmente provoca la descarga eléctrica que conocemos como rayo.
El equipo también confirmó que este proceso puede amplificarse mediante el efecto fotoeléctrico, donde los rayos X liberan nuevos electrones del aire, acelerando aún más la reacción.
Respuestas a un fenómeno invisible
El nuevo modelo también permite explicar fenómenos poco comprendidos como los llamados “rayos oscuros” o destellos terrestres de rayos gamma: ráfagas de energía que se producen sin luz visible ni emisiones de radio perceptibles.
“Estas descargas se generan en volúmenes muy pequeños, y aunque producen rayos X detectables, van acompañadas de emisiones ópticas y de radio muy débiles”, detalló Pasko. Esto explica por qué muchas veces pasan desapercibidas durante las tormentas.
Zaid Pervez, estudiante de doctorado y coautor del estudio, señaló que compararon los resultados del modelo con observaciones de campo y estudios anteriores sobre descargas compactas entre nubes, logrando confirmar la validez de sus conclusiones.
Un avance clave para la ciencia y la predicción de tormentas
Con estos resultados, los investigadores no solo resuelven un misterio de siglos, sino que también abren la puerta a mejorar los sistemas de detección y predicción de tormentas eléctricas, con implicaciones potenciales para la seguridad aérea y terrestre.
Los hallazgos fueron posibles gracias a la colaboración entre científicos de varios países y el uso de simulaciones computacionales de alta precisión.
“Ahora entendemos qué condiciones deben darse en las nubes para que se inicie la cascada de electrones que genera un rayo. Es un gran paso adelante en la comprensión del clima extremo”, concluyó Pasko.