Destellos de rayos gamma terrestres, más común de lo que se pensaba?

Cada día, tormentas eléctricas en todo el mundo producen alrededor de un millar de ráfagas rápidas de rayos gamma, parte de la luz de más alta energía que se encuentra naturalmente en la Tierra. Mediante la fusión de registros de eventos vistos por el telescopio espacial de rayos gamma Fermi de la NASA con los datos de los detectores de radar y de rayos terrestres, los científicos han completado el análisis más detallado hasta la fecha de los tipos de tormentas eléctricas involucradas.
"Sorprendentemente, hemos encontrado que cualquier tormenta puede producir rayos gamma, incluso aquellos que parecen ser tan débiles que un meteorólogo no miraría dos veces en ellas", dijo Themis Chronis, quien dirigió la investigación en la Universidad de Alabama en Huntsville (UAH )
Los arrebatos, llamados destellos de rayos gamma terrestres (TGF), fueron descubiertos en 1992 por el Observatorio Compton de Rayos Gamma de la NASA, que funcionó hasta 2000. TGFs producen de manera imprevisible y fugazmente, con una duración de menos de una milésima de segundo, y siguen siendo poco conocidos .

A finales de 2012, los científicos de Fermi emplean nuevas técnicas que actualizaron eficazmente rayos gamma del satélite Burst Monitor (GBM), por lo que es 10 veces más sensibles a los TGF y que le permite grabar los eventos débiles que se pasaron por alto antes.
"Como resultado de nuestra tasa de descubrimiento mejorado, hemos sido capaces de demostrar que la mayoría de los TGF también generan fuertes ráfagas de ondas de radio, como los producidos por un rayo", dijo Michael Briggs, director adjunto del Centro de Plasma Espacial y Aeronomic Investigación en la UAH y un miembro del equipo de GBM.
Anteriormente, las posiciones TGF podrían estimarse más o menos basado en la ubicación de Fermi en el momento del evento. El GBM puede detectar destellos dentro de unas 500 millas (800 kilómetros), pero esto es demasiado impreciso para asociar definitivamente una TGF con una tormenta específica.
Redes de rayos terrestres utilizan los datos de radio de precisar lugares de impacto. El descubrimiento de señales similares de TGFs significó que los científicos podrían utilizar las redes para determinar que las tormentas producen destellos de rayos gamma, abriendo la puerta a una comprensión más profunda de la meteorología alimentar estos eventos extremos.
Chronis, Briggs y sus colegas buscaban entre 2279 TGFs detectados por GBM de Fermi para obtener una muestra de cerca de 900 eventos localizados con precisión por el Total Network Rayo operado por Earth Networks en Germantown, Maryland, y la ubicación de red Mundial Relámpago, una colaboración plazo de investigación por la Universidad de Washington en Seattle. Estos sistemas pueden determinar la ubicación de las descargas del rayo - y las correspondientes señales de TGF - a un plazo de 6 millas (10 km) en cualquier parte del mundo.
De este grupo, el equipo identificó 24 TGFs que ocurrieron dentro de las áreas cubiertas por la próxima generación Tiempo Radar (NEXRAD) sitios en Florida, Louisiana, Texas, Puerto Rico y Guam. En ocho de estas tormentas, los investigadores obtuvieron información adicional sobre las condiciones atmosféricas a través de los datos del sensor recogidos por el Departamento de Ciencias Atmosféricas de la Universidad de Wyoming en Laramie.
"En total, este estudio es nuestra mejor mirada pero al tormentas TGF-producir, y lo demuestra de manera convincente que la intensidad de la tormenta no es la clave", dijo Chronis, que presentará los resultados mié, 17 de diciembre, en una charla invitada en la reunión de la Unión Geofísica Americana en San Francisco. Un artículo que describe la investigación ha sido enviado al Boletín de la Sociedad Meteorológica Americana.
Los científicos sospechan que los TGF surgen de fuertes campos eléctricos cerca de la parte superior de tormentas eléctricas. Corrientes ascendentes y descendentes dentro de las tormentas despejar la lluvia, la nieve y el hielo a chocar y adquirir carga eléctrica. Por lo general, la carga positiva se acumula en la parte superior de la tormenta y carga negativa se acumula a continuación. Cuando el campo eléctrico de la tormenta llega a ser tan fuerte que rompe las propiedades aislantes de aire, se produce una descarga de rayo.
Bajo las condiciones adecuadas, la parte superior de un rayo intracloud altera el campo eléctrico de la tormenta de tal manera que una avalancha de electrones oleadas hacia arriba a gran velocidad. Cuando estos electrones en rápido movimiento son desviados por las moléculas de aire, emiten rayos gamma y crean una TGF.
Alrededor del 75 por ciento de los rayos se mantiene dentro de la tormenta, y alrededor de 2.000 de estas descargas intracloud ocurrir para cada TGF Fermi detecta.
El nuevo estudio confirma los hallazgos previos que indican que los TGF tienden a ocurrir cerca de las partes más altas de una tormenta eléctrica, entre alrededor de 7 y 9 millas (11 a 14 kilómetros) de altura. "Sospechamos que esta no es la historia completa", explicó Briggs. "Lightning a menudo se produce en altitudes más bajas y TGFs probablemente también lo hacen, pero viajando la mayor profundidad de aire debilita los rayos gamma es tanto el GBM no puede detectarlos".
Con base en las estadísticas actuales de Fermi, los científicos estiman que unos 1.100 TGFs ocurren cada día, pero el número puede ser mucho mayor si parpadea de baja altitud se están perdiendo.
Aunque es demasiado pronto para sacar conclusiones, Chronis señala, hay algunos indicios de que los destellos de rayos gamma pueden preferir zonas de tormenta donde las corrientes de aire se han debilitado y la tormenta de envejecimiento se ha convertido en menos organizado. "Parte de nuestra investigación en curso es realizar un seguimiento de estas tormentas con radar NEXRAD para determinar si podemos relacionar TGFs al ciclo de vida tormenta", dijo.http://science.nasa.gov/science-news